Les Antennes
Diapositive PPT
Antenne bilog 30 à 1000MHz
De la ligne à l ’antenne
Ligne fermée : peu de rayonnement
On l ’accorde au quart d ’onde
On écarte un brin
L ’énergie est libérée : onde progressive
Constat au champmètre
Champmètre isotropique
Ligne ouverte = antenne
Libération de l ’énergie EM
Courant et potentiel le long de l ’antenne
Dipôle vertical j = 0
j = p/2
superposition
Diagramme de rayonnement vu de dessus
Réseau d ’antennes en phase
Sous Matlab
Le code
Certains TP commercialisés proposent de mesurer le diagramme de rayonnement d ’une parabole 10GHz en la faisant tourner et en affichant les résultats en coordonnées polaires. J ’utilise un TP ancien équivalent, j ’ai trouvé que les résultats n ’étaient pas cohérents entre le gain isotropique et les angles d ’ouverture horizontale et verticale (voir TI). La méthode de mesure est fausse pour deux raisons : 1 : mesure en champ proche, le diagramme peut être très différents, surtout pour les lobes secondaires ou on doit se mettre à deux fois la condition de Fraunhoffer. 2 : on effectue un produit de convolution angulaire entre le diagramme de rayonnement de l ’antenne à mesurer et celle de mesure. Prenez un faisceau laser et une surface de détecteur pour mettre en évidence ce mécanisme de convolution. On doit se mettre en champ lointain à quelques 8 à 10 m.
Classique, mais rarement écrit : la polarisation circulaire droite ou gauche utilisée surtout pour les satellites polaires (évite d ’entendre le spin) peut s ’étudier facilement avec le même théorème des champs tournant de Ferraris en électrotechnique: déphasage de 90° dans l ’espace et dans le temps ou comme dans la composition des phaseurs de Fresnel dans l ’étude de la modulation AM-P (BLU) en RF. Le premier satellite (spoutnik) avec quatre brins quart d ’onde alimentés en quadrature pour obtenir cette polarisation circulaire.
Un analyseur vectoriel d ’antenne simple à fréquence fixe
Le banc 433MHz
Détail de la ligne
Les 4 points de mesure
Et leur mesure scalaire
Et calcul de différence
Nécessité d ’un balun
Cas d ’une antenne à haute impédance
Quelques cas typiques
suite
Vous récupérez un vieux ‘ riblon ’ (à mémoire d ’écran)
Différents cas
Les paraboles
La campagne auboise n ’est pas seulement agricole
Nous avons Bercenay en Othes
Nous avons parmi les plus belles antennes de France
Les différents montages
Avec offset
Bruit d ’antenne
Une antenne froide est conçue pour que son diagramme de rayonnement ne voit pas le sol (chaud), le rapport f/D est souvent faible de façon à avoir une illumination par la cible (en émission) entièrement réfléchie. Comme il y a une transformation de Fourier entre cette illumination et le diagramme de rayonnement en champ lointain, on évite les lobes secondaires par une distribution de l ’illumination sans troncature brutale ou en une utilisant des bords arrondis pour la parabole (technique analogue à celle des filtres numériques transversaux RIF). En basse fréquence (< à 2GHz) le bruit galactique est assez fort(en 1/f). La température de bruit du ciel n ’est que de 3°K à 10GHz, si on dirige l ’antenne vers le ciel le bruit mesuré est très petit (LNB F = 0,8dB). Si on dirige l ’antenne vers le soleil, on reçoit un signal très fort et même vers le sol ou vers une personne. L ’atmosphère apportant une atténuation de transmission a aussi son importance. Le réflecteur s ’il est parfait (métal) n ’apporte pas de bruit.
Pour illustrer cette expérience (que je n ’ai pas encore montrée à des étudiants), j ’utilise une parabole de bonne qualité avec un f/D = 0,4 et de 70cm de diamètre. Un récepteur de télévision ne permet pas de visualiser le bruit, car il n ’ y a pas d ’image en cas de bruit et le balayage est décroché. Un détecteur large bande est nécessaire et il suffit d ’utiliser un petit appareil de recherche de satellite. Il travaille en large bande sur la fréquence de sortie du LNB et indique grossièrement le niveau reçu, bruits et signaux inclus. L ’occupation spectrale en sortie du LNB est une transposition large bande d ’une des deux bandes TV. En télécommunication spatiale pour un satellite géostationnaire l ’antenne reçoit deux fois par an le soleil durant quelques minutes et les communications sont interrompues.
Parabole faible bruit
Détecteur large bande !
Mesure du soleil
Je croyais innover avec cette manipe
Observez l ’antenne : 1,2 GHZ (bruit galactique important), manque deux panneaux, la cible voit le sol, manipe douteuse
L ’antenne n ’est pas assez froide,
Trop, trop chaud
Nos meilleurs 88 à l ’YL !
Glossaire radioamateur : OM : old man, ce dit du radioamateur homme. YL : young lady, ce dit d ’une femme radioamateur. XYL : la femme d ’un radioamateur. 73 : formule de salutation et de politesse entre OM. 88 : formule de politesse avec des intentions plus marquées d ’un OM adressée à une YL ou une XYL.
Mes excuses : Certaines personnes trouveront ces dernières pages de mauvais goût ou d ’un humour douteux et machiste … Je ne voudrais pas les choquer , mais en regardant de près les détails et en remarquant l ’ensemble des idées présentées dans les notes qui suivent, elles comprendront cette démarche et j ’espère qu’elles me pardonneront ce petit écart.
Note 1 :Les irrégularités par rapport à la parabole idéale (panneaux) permettent d ’estimer la fréquence de travail (de l ’ordre du GHz). Pourquoi 1,2 GHz ? C ’est une bande de radioamateur et cette antenne est une construction de radioamateur.
Note 2: A 1,2 GHz la température du ciel est beaucoup plus élevée qu’à 10GHz, on distinguera mal, la température du sol et celle du ciel et encore moins les écarts de 37,2 °C Il manque deux panneaux du réflecteur, la cible regarde donc le sol. La mesure est faussée.
Note 3: La suite des images montre que la température est élevée et prouve que l ’antenne n ’est pas si froide, un rafraîchissement est nécessaire, nous le voyons sur la dernière image. Les deux dernières images montrent très nettement qu’il y a réapparition des lobes secondaires et qu’il n ’est pas nécessaire de respecter les conditions de champ lointain pour les observer (deux fois la condition de Fraunhoffer: 4.D²/l). Peut être que ces lobes ne sont-ils pas si secondaires que ça ! Et où serait le plaisir ?
Conclusion :Tout prouve que l ’on ne cherche pas à mesurer le bruit, même si cette antenne est bien pointée en direction du soleil. L ’ intention de l ’auteur de ces photos n ’est pas d ’ordre scientifique ni même technique. Son but n ’est pas uniquement de montrer une belle antenne, … mais aussi une belle YL ou son XYL. je vous en laisse juge, et appréciez par vous même … Il faut toujours se méfier de la désinformation et de tout ce qu’on trouve sur Internet …, ce serait un peu comme quelques publications scientifiques dont les résultats seraient volontairement trafiqués et qui seraient publiés malgré la vigilance d ’un comité de lecture sérieux. Si cela se sait, la méfiance s ’installerait dans la communauté scientifique, mais je suppose que cela n ’arrive jamais. Quant aux radioamateurs leur travail aussi sérieux soit-il n ’est pas de la recherche,soit ! Mais il nous apportent beaucoup. Ces amateurs font progresser la technique dans des domaines particuliers où les professionnels ne peuvent agir. Reconnaissons au moins leur valeur, preuve ce prochain satellite lancé en Juillet par l ’AMSAT.
PHASE 3D AMSAT Juillet 2000
MERCI pour votre attention
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