Champs autour d’une antenne
Une antenne, utilisée en émission, ne crée une onde plane qu’à une certaine distance. On peut distinguer quatre zones dans l’environnement de l’antenne, au fur et à mesure qu’on s’éloigne de celle-ci :
Zone de champs réactifs.
Très proche des éléments composant l’antenne, on trouve des champs E et des champs H, fonction des tensions et des courants sur ces conducteurs.
À proximité d’une tension élevée, on trouvera essentiellement un champ E, et à proximité des courants, essentiellement un champ H.
Zone de Rayleigh.
On trouve une zone où la puissance par unité de surface décroît peu en fonction de la distance, bien que le rapport E/H soit déjà proche de 377 Ohms.
Cette zone, surtout identifiable pour les antennes à gain, s’étend jusqu’à une distance égale au carré de la dimension de l’antenne (mesurée dans une direction perpendiculaire à la direction considérée), divisé par lambda/2.
Zone de Fresnel.
Au-delà de la zone de Rayleigh, on constate que le rapport E/H s’est équilibré à 377 ohms. Mais on observe des variations importantes des champs, et même des ondulations si l’antenne est de grande dimension. On ne peut pas faire encore de mesure du gain de l’antenne dans cette zone. Dans la direction du maximum de rayonnement, les différentes parties de l’antenne censées rayonner en phase à l’infini, ne rayonnent pas encore en phase.
Zone de Fraunhofer.
On la caractérise de la façon suivante: Dans cette zone, si on s’éloigne indéfiniment dans la même direction, on constate que la différence des distances entre les points de l’antenne ne varie plus. Dans la direction du maximum de rayonnement, les différentes parties de l’antenne censées rayonner en phase à l’infini, rayonnent bien en phase. Dans cette zone, qui s’étend jusqu’à l’infini, on peut considérer que l’on a une onde plane, les champs décroissent en 1/r, la puissance par unité de surface décroît en 1/r², et on peut mesurer le gain de l’antenne.
C’est aussi seulement dans cette zone que le diagramme de rayonnement est valable. Cette zone commence à une distance égale à deux fois le carré de la plus grande dimension perpendiculaire à la direction considérée, divisé par lambda.
Cette distance peut être très grande pour les antennes à grand gain.
Pour mesurer le gain d’une antenne à grand gain, il est donc important de savoir définir la zone de Fraunhofer
Par exemple, dans l’axe d’une parabole de 1 m de diamètre, et sur 10 GHz, la zone de Fraunhofer commence à plus de 60 m.
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73 de Jean-Luc Desgrez – F5NKK
