ANTENNES, technologie

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Principaux types d'antennes

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Ces ondes sont principalement réservées à la radiodiffusion et aux liaisons avec les sous-marins, en raison d'une relative stabilité des conditions de propagation dans la cavité Terre-ionosphère et d'une pénétration satisfaisante dans l'eau de mer. En radiodiffusion, les antennes typiques sont, à l'émission, les pylônes haubanés et autostables. En dépit de hauteurs pouvant atteindre plusieurs centaines de mètres, ces pylônes demeurent, le plus souvent, petits par rapport à la longueur d'onde. Érigés au-dessus d'un sol rendu localement bon conducteur, au moyen de grillages par exemple, ils se comportent sensiblement comme un doublet vertical. Le courant décroît depuis la base, à laquelle est branché le générateur, pour s'annuler à son extrémité. Un ou plusieurs fils disposés en nappe augmentent le courant par couplage capacitif avec le sol et améliorent l'efficacité de rayonnement. Les puissances d'émission peuvent atteindre le mégawatt et posent, de ce fait, de sérieux problèmes d'isolation par rapport au sol et aux haubans. Dans le plan horizontal, une certaine directivité peut être obtenue en disposant au voisinage du pylône d'émission d'autres pylônes passifs reliés au sol ou des fils tendus en rideaux qui préfigurent les structures à réflecteurs utilisés aux fréquences plus élevées. Dans ces gammes de fréquence, les antennes de réception, libérées des contraintes liées à la tenue en puissance, se réduisent à de simples fils ou à des cadres constitués par des bobinages réalisés sur noyaux de ferrite.

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Dessin : Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques: antennes d'émission en radiodiffusion (a, b, c); liaison terre - sous-marin (d). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Dessin : Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques: antennes d'émission en radiodiffusion (a, b, c); liaison terre - sous-marin (d). 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Pour les liaisons avec les sous-marins, on peut utiliser des pylônes verticaux ou des câbles de grande longueur (plusieurs kilomètres) posés sur le sol, alimentés en leur milieu et reliés au sol à leurs extrémités. Les lignes de courant se referment très profondément dans le sol de telle sorte que l'antenne équivaut à un cadre de très grandes dimensions. À la réception, le sous-marin en plongée traîne un câble-bouée d'une longueur de plusieurs centaines de mètres à l'extrémité duquel se situe l'antenne proprement dite.

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Dessin : Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques

Antennes pour ondes kilométriques et hectométriques: antennes d'émission en radiodiffusion (a, b, c); liaison terre - sous-marin (d). 

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Antennes pour ondes décamétriques et métriques

Cette portion du spectre radioélectrique est utilisée diversement dans des liaisons à longues et courtes distances (communications civiles et militaires avec véhicules, navires, avions, trafic diplomatique). Au-dessous de 30 mégahertz (λ = 10 m), la possibilité d'utiliser les réflexions sur l'ionosphère est exploitée avec des antennes dont la directivité procure une économie de puissance et limite les risques de brouillage. La structure en losange est caractéristique. Alimentée à l'une de ses extrémités les plus effilées, l'antenne en losange est refermée à son autre extrémité sur une charge dissipative constituée, par exemple, d'une ligne dont les conducteurs sont au contact avec le sol. Un choix convenable des dimensions du losange et de sa hauteur procure à ce genre d'antenne la directivité et l'inclinaison requises. Lorsque la bande de fréquence à couvrir atteint plusieurs octaves, on utilise des antennes composées de dipôles de longueurs différentes. À une fréquence donnée, seuls les quelques dipôles les plus voisins de la résonance contribuent efficacement au rayonnement. La zone active de l'antenne se déplace ainsi avec la fréquence. L'arrangement log-périodique comporte des dipôles dont l'espacement et la longueur croissent comme le logarithme de la fréquence. Pour des liaisons à courte distance, des antennes monopôles constituent une solution très simple. La longueur du brin rayonnant est le plus souvent égale au quart de la longueur d'onde. Un réflecteur circulaire ou d'autres brins disposés radialement confèrent à l'ensemble des propriétés voisines de celles du dipôle. Les ondes métriques sont en partie réservées à la radiodiffusion par modulation de fréquence et à la télévision. Les antennes d'émission sont constituées par des réseaux de dipôles fournissant une couverture pratiquement isotrope dans le plan horizontal. Dans le plan vertical, la directivité résulte de l'assemblage des dipôles dont l'alimentation en phase permet de rabattre légèrement le rayonnement vers le sol. Le pylône sur lequel est installé le réseau assure le dégagement nécessaire à la bonne propagation des ondes émises. À la réception, les antennes les plus courantes sont de type Yagi. Parallèlement au dipôle replié qui est relié au récepteur, des dipôles parasites situés de part et d'autre jouent le [...]

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Écrit par :

  • : professeur à l'université Pierre-et-Marie-Curie, Paris-VI, chef du service d'électromagnétisme à l'École supérieure d'électricité

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Pour citer l’article

Jean-Charles BOLOMEY, « ANTENNES, technologie », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 20 mai 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/antennes-technologie/