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Diagramme d’émission d’une antenne

1.67°
-20 dB
Intensité du
lobe secondaire
lobes secondaires
lobe principal

Figure 1 : Exemple de diagramme d’émission pour une antenne à grande ouverture verticale (GOV) en coordonnées cartésiennes

1.67°
-20 dB
Intensité du
lobe secondaire
lobes secondaires
lobe principal

Figure 1 : Exemple de diagramme d’émission pour une antenne à grande ouverture verticale (GOV) en coordonnées cartésiennes

Le diagramme d’émission d’une antenne réfère à l’intensité irradié dans chaque direction par cette antenne. Cette intensité est toujours relative à celle émise dans le lobe principal qui est placé au centre autour de l’angle 0, angle considéré comme l’angle de visée. Il représente également la sensibilité directionnelle de réception de l’antenne. Les coordonnées sont :

Le diagramme peut être obtenu de façon expérimentale en notant l’intensité du signal émis par l’antenne avec un récepteur se déplaçant autour de celle-ci. On peut également l’estimer avec un modèle mathématique en utilisant les caractéristiques de l’antenne. Un fois le diagramme obtenu, il devient la référence pour cette antenne et va servir à noter toute dégradation de ses caractéristiques.

Pour une antenne isotrope idéale, la puissance transmise est égale dans toutes les directions et forme une sphère. Les antennes utilisées pour les radars doivent au contraire diriger le maximum d’intensité dans la direction de visée. Leur faisceau micro-onde doit donc être le plus directionnel possible et le plus mince possible. Cela permet le repérage le plus précis possible des cibles.

lobes arrières
lobes secondaires
lobe principal

Figure 2 : Diagramme d’émission horizontal en coordonnées polaires

lobes arrières
lobes secondaires
lobe principal

Figure 2 : Diagramme d’émission horizontal en coordonnées polaires

Diagramme horizontal d’émission

L’émission d’une antenne se fait en trois dimensions et on peut donc avoir un diagramme sphérique pour représenter le tout. En pratique, le diagramme d’une antenne ne sera tracé que pour le plan principal d’émission: horizontal ou vertical. Le manufacturier de l’antenne joindra toujours un diagramme d’émission qu’il a obtenu en notant l’intensité émise par un récepteur statique alors que l’antenne émet de façon continue et effectue une rotation. Il est possible d’utiliser les coordonnées cartésiennes ou polaires, chacune ayant ses avantages et ses désavantages. En coordonnées cartésiennes, les détails sont rehaussés mais la signature angulaire n’est pas évidente, il est donc utilisé pour un usage technique où les valeurs exactes sont importantes. Les coordonnées polaires sont visuellement plus signifiantes pour donner une référence physique à l’utilisateur.

Bien que ces deux types soient utiles pour une représentation visuelle de l’antenne. Ils ne sont pas assez précis pour une analyse technique poussée. Le diagramme d’antenne est donc également soumis sous forme d’un tableau numérique angle versus intensité relative.

Diagramme vertical d’émission

Certaines antennes émettent plutôt dans la verticale, le diagramme d’émission devient dans ce cas une coupe verticale. Par exemple, la figure 3 montre la portée maximale d’une antenne à faisceau en cosécante carrée dans la verticale. L’antenne étant à l’origine, on retrouve en abscisse la portée maximale et en ordonnée la hauteur de visée selon les angles notés par les lignes diagonales pleines. Les lignes pointillées légèrement courbées représentent la hauteur au-dessus de la surface terrestre, la courbure provenant de la réfraction atmosphérique. Ce diagramme est obtenu expérimentalement par la méthode d’étalonnage par le Soleil en utilisant, par exemple, un RASS-S (Radar Analysis Support System for Sites), un outil de mesure de Intersoft Electronics.

Figure 3 : Diagramme vertical d’émission d’une antenne à faisceau en cosécante carrée.

Figure 3 : Diagramme vertical d’émission d’une antenne à faisceau en cosécante carrée.

Figure 4: Threedimensional antenna pattern of a feedhorn

Figure 4: Threedimensional antenna pattern of a feedhorn

La figure 3 utilise des unités communément utilisées dans le monde de l’aviation: portée en milles marins et hauteurs en pieds. Ces valeurs ne sont cependant que secondaires car le diagramme représente la valeur relative d’émission par rapport à l’élévation du lobe principal du faisceau. Cela signifie quelle portée maximale théorique le radar peut atteindre à un certain angle selon l’équation radar. La forme du diagramme ne donne donc que la portée selon l’angle d’élévation. Pour obtenir la valeur absolue d’émission, il faut un second graphique intensité versus angles d’élévation.