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Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 ANTENNES GRAND GAIN.

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1 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 1 ANTENNES GRAND GAIN

2 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 2 PLAN DU COURS Introduction Historique, généralités Caractéristiques des antennes Partie I : Antennes compactes Partie II : Antennes larges bandes Partie III : Antennes à polarisation circulaire Partie IV : Antennes grand gain Partie V : Formation de faisceau Partie VI : Antennes intelligentes Partie VII : MIMO

3 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 3 POURQUOI DU GRAND GAIN ? augmentation de la portée ponts radio ouverture faible radio-télescopes tracking micro-ondes de puissance transport dénergie sans fils

4 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 4 PRINCIPALES CATEGORIES Hélices Antennes Yagi-Uda Cornets Antennes à réflecteurs Antennes à lentilles Antennes BIP Réseaux dantennes

5 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 5 ANTENNES HELICES Pour un diamètre et un pas denroulement donné, cest le nombre de tours qui permet daugmenter la directivité (pour le mode axial)

6 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 6 ANTENNES YAGI-UDA Cest lantenne TV classique Structure relativement complexe et fragile élément alimenté élément non alimenté Le principe part du calcul du couplage entre un dipôle alimenté et un dipôle passif V 1 = I 1.Z 11 + I 2.Z 12 0 = I 2.Z 22 + I 1.Z 12 d le gain de lensemble va dépendre de d.cos

7 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 7 ANTENNES YAGI-UDA De plus, si lélément passif est plus ou moins grand que /2, son comportement devient inductif ou capacitif un élément plus grand devient un réflecteur, un élément plus petit devient un directeur Lutilisation combinée dun réflecteur et dun (ou plusieurs) directeurs permet la création dune antenne directive ( gain de lordre de 12 dBi pour 6 éléments)

8 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 8 ANTENNES CORNETS Le gain dun cornet va dépendre directement de la taille de son ouverture terminale En pratique, le gain optimal dun cornet est de lordre de 20 dBi

9 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 9 UTILISATION DE REFLECTEUR réflecteur plan réflecteur en coin réflecteur parabolique

10 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 10 OPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUR Antennes multi-faisceaux Antenne Cassegrain

11 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 11 OPTIMISATION DES ANTENNES A REFLECTEUR Principe doffset Principe des réflecteurs multiples Pertes par spill-over

12 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 12 RADIO-TELESCOPE BIG EAR

13 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 13 FONCTIONNEMENT DE BIG EAR Couvre la bande 20 MHz-3 GHz réflecteur plan inclinable réflecteur focalisant cornets

14 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 14 ANTENNES A LENTILLES En suivant les lois de loptique géométrique, on peut utiliser des systèmes de lentilles en matériaux diélectriques pour focaliser le champ dans une direction voulue

15 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 15 ANTENNES A LENTILLES On utilise parfois à la place du diélectrique des alternances de motifs métalliques produisant le même effet Même problèmes de spill-over que les paraboles

16 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 16 ANTENNES A BIP Utilisation des propriétés des structures à Bande Interdite Photonique

17 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 17 EXEMPLE EN SPATIAL

18 Guillaume VILLEMAUD – Cours Techniques dAntennes 18 MISE EN RESEAU DANTENNES On peut enfin associer N antennes en réseaux, leur diagramme de rayonnement sera alors la combinaison du diagramme élémentaire et du facteur de réseau Plus on veut de gain, plus il faut augmenter N Disposition en réseau en 1D, 2D voir 3D Problème : plus N augmente plus les systèmes dalimentations deviennent complexes


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