Calcul du gain d'une antenne

[Remi.Vassileff]

Bonjour à tous!
Voilà, je poursuis mon travail pour mon TPE (http://forums.futura-sciences.com/ph...t-antenne.html), et j'en suis arrivé au gain de l'antenne (pour calculer la puissance reçu d'un récepteur).
Bien sur, je travail seulement sur des antennes dipolaires, sinon c'est beaucoup trop compliqué pour mon niveau.
Donc je sais que le gain d'une antenne est:
G=

ou et sont respectivement les angles d'ouvertures en azimut et en élévation.
Seulement voilà, comment déterminer ces angles? J'ai vu qu'il faut prendre deux points du lobe ou l'affaiblissement est de -3dB... Or à quoi correspond cet affaiblissement, et comment le calculer? De plus, comment peut-on déterminer ces lobes avec précisions?

Aussi, pour m'assurer que j'ai bien compris le principe des antennes dipolaires dans les grandes lignes, en gros, c'est un bout de métal conducteur, dans lequel on envoie du courant alternative qui est la même que la fréquence de l'onde électromagnétique émise.
Le champs magnétique induit forme un cercle autour de la tige de fer, et ses variations suivent celles du courant. De plus, un champs électrique est créé par les électrons, et ce champs lui aussi à les mêmes variations que le champs magnétique, et est perpendiculaire à ce dernier, ce qui donne un onde électromagnétique (champs électrique et magnétique perpendiculaire et variations de ces deux champs au même points).
C'est bien ça? J'ai aussi lu des choses sur l'inductions électromagnétique, donc je me demande si je ne me trompe pas.

Ce qui veut donc dire que la puissance de l'onde ainsi que les rayon de son rayonnement sera celui du champs électrique?

Merci d'avance
-----

[invite50625854]

J'ai vu qu'il faut prendre deux points du lobe ou l'affaiblissement est de -3dB... Or à quoi correspond cet affaiblissement, et comment le calculer? De plus, comment peut-on déterminer ces lobes avec précisions?

Si thetaa=thetae=0 vous avez le maximum de gain.
Il faut trouver les valeurs de thetaa (pour thetab=0) {et resciproquement} qui donne GainMax-3 dB. C'est une maniere (convention) d'avoir une idee de la divergence du faisceau utile.

Sous c'est angles la puissance mesuree est 2 fois inferieur au maximum.

Pour le calcul du gain si votre formule est juste, il suffit de l'appliquer.

[LPFR]

Bonjour.
Vous trouverez des réponses dans ce fascicule:
http://forums.futura-sciences.com/at...enne-ant-a.pdf
Au revoir.

[f6bes]

Seulement voilà, comment déterminer ces angles? J'ai vu qu'il faut prendre deux points du lobe ou l'affaiblissement est de -3dB... Or à quoi correspond cet affaiblissement, et comment le calculer? De plus, comment peut-on déterminer ces lobes avec précisions?

)

Bjr à toi,
Ces angles correspondent à une perte de puissance de 50% (-3 db) par rapport à la puissance émise dans l'axe de rayoinnement.
Pour mesurer, faut des appareils de mesure..dans le cas présent, un champ métre qui t'indiquera que tu n'as plus QUE 50% de la puissance rayonnée.

Si en te décalant à droite (ou à gauche) ton appareil de mesure indique que tu n'as plus que la moitié de la puissance émise tu as donc -3db d'affaiblissement
Tu peux en mesurer l'angle avec l'axe de rayonnement..
Reste à savoir ce que veux dire pour toile terme..."avec précisions" ( quel pourcentage d'erreur tolérée).
Bonnes Fétes

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite50625854]

Si en te décalant à droite (ou à gauche) ton appareil de mesure indique que tu n'as plus que la moitié de la puissance émise tu as donc -3db d'affaiblissement
Tu peux en mesurer l'angle avec l'axe de rayonnement..

Je vais chipoter un peu... Quoi que pas forcement.

Dans l'ideal, (il me semble), il faudrait se deplacer en suivant un arc de cercle ayant pour centre le centre de phase de l'antenne.

La différence sera négligeable si des divergence faible... Mais dans le cas d'une antenne dipolaire je pense pas que ce soit le cas...

[f6bes]

Je vais chipoter un peu... Quoi que pas forcement.

Dans l'ideal, (il me semble), il faudrait se deplacer en suivant un arc de cercle ayant pour centre le centre de phase de l'antenne.

Bjr à toi,
Q'est ce que t'appeles " centre de phase de l'antenne" ?
Moi j'appele cela l'axe du Rayonnement principal.
Pas la peine de se déplacer soi meme, suffit de faire pivoter (droite ou gauche) l'antenne elle meme...ca reviens au meme!
Il est évident que si l'on se dépalce soi meme( pléonasme !) il vaut mieux conserver la meme distance (arc de cercle) vis à vis de l'antenne.
Bonnes Fétes

[invite50625854]

Oui tout a fait raison. Je le preciser simplement car "se déplacer a droite" pouvais être mal interpréter.

Le centre de phase c'est en gros le point d’où semble provenir l'onde sphérique.
Ce(s) centre(s), dans le cas general, dependent du plan dans lequel on se déplace soi-même^^ (ou de la direction de l'axe de rotation de l'antenne).

Si tu as une antenne cornet de 2 metre de long... Et que tu fais la mesure a 10 m de distance. La question de savoir ou placer l'axe de rotation de l'antenne peut avoir du sens. (pas si tu fait la mesure a 4 kilometres bien-sur).

[LPFR]

Bonjour.
De toute façon, ça n'a pas beaucoup de sens de parler de gain d'une antenne à des distances comparables avec la longueur d'onde ou avec les dimensions de l'antenne (dans son ensemble si c'est un réseau).
La raison est qu'à courtes distances la réponse n'est pas représentative de la réponse à longue distance. Par exemple la réponse du VLA (very large array) du Nouveau Mexique mesurée près d'une des paraboles. Sans compter qu'à des courtes distances les deux autres champs de l'antenne (coulombien et de transition) ne sont pas négligeables par rapport au vrai champ électromagnétique (voir première page du fascicule).

Je reviens sur la formule donnée par Remi dans les premier post. Elle est fausse en général. Je ne connais pas pour quel type d'antenne elle est valable. Peut-être pour des paraboles ou des cornets. Mais si on prend une antenne isotrope de gain 1 (ou 0 dB) avec des angles de 2pi et pi c'est à rigoler. C'est une "formule d'ingénieur" (au sens péjoratif du terme) dans lequel les angles sont en degrés et qui n'est valable, probablement, que dans un cas précis.
Au revoir.

[Remi.Vassileff]

Merci à tous pour vos réponses.
LPFR, je travaille avec une antenne dipolaire, et la condition pour utiliser cette formule est que le lobe principale se distingues des lobes secondaires, ce qui est le cas pour une antenne dipolaire.
C'est dommage qu'on ne puisse pas faire autrement qu'avec la mesure, parce que quitte à mesurer, autant mesurer directement la puissance à l'antenne réceptrice ^^
Il doit peut-être exister une formule qui peut donner la forme des lobes principaux, mais c'est de la topologie, et ça doit être très complexe...
De toute façon, en générale le constructeur donne le gain de son antenne, non?

Et aussi, pourquoi -3dB est égale à un affaiblissement de 50% de l'onde? Pour être honnête, je ne comprend pas trop bien les décibels, l'article de Wikipédia n'est pas très explicite.

Merci d'avance

[LPFR]

...
C'est dommage qu'on ne puisse pas faire autrement qu'avec la mesure, parce que quitte à mesurer, autant mesurer directement la puissance à l'antenne réceptrice ^^
Il doit peut-être exister une formule qui peut donner la forme des lobes principaux, mais c'est de la topologie, et ça doit être très complexe...
...

Bonjour.
Je vois que vous n'avez pas regardé le fascicule que je vous ai donné en référence.
Au revoir.

[calculair]

Bonjour

Il y a toutes les formules dans le document de LPFR.

Vous pouvez calculer le diagramme de rayonnement des antennes ( voir § 1,4 )

Le § 3-5 prèsente le calcul poir un dipole en lambda/2

Quand à la definition du decibel: c'est une unite de comparaison logarithmique par rapport à une refererence.

quand cette reférence est le milliwatt, l'unité est notee dBm ( m pour mW) = 10 * log ( Puissance mesurés en mW / 1 mW )

si la puissance mesurée est 1 mW on trouve O dBm


Dans le cas d'une antenne on prend pour reference la puissance rayonnée par l'antenne isotrope G = 10 log (Puissance reçue avec l'antenne / puissance reçue avec l'antenne isotrope )

Si la mesure concerne la puissance emise dans la direction de tir de l'antenne ce rapport s'appelle la PIRE ( Puissance isotrope rayonnée equivallente )

quant au -3 dB cela correspond 10 log (1/2)

[f6bes]

C'est dommage qu'on ne puisse pas faire autrement qu'avec la mesure, parce que quitte à mesurer, autant mesurer directement la puissance à l'antenne réceptrice ^^
Il doit peut-être exister une formule qui peut donner la forme des lobes principaux, mais c'est de la topologie, et ça doit être très complexe...
De toute façon, en générale le constructeur donne le gain de son antenne, non?

Et aussi, pourquoi -3dB est égale à un affaiblissement de 50% de l'onde? Pour être honnête, je ne comprend pas trop bien les décibels, l'article de Wikipédia n'est pas très explicite.

Merci d'avance

A
Bjr à toi,
Hum la puissance à la réception ne ti'ndique pas le gain de l'antenne ...d'émission!
A moins d'utiliser et de COMPARER ..2 ANTENNES différentes à l'émission. L'une de ces deux antennes devra
avoir un gain "nul". Ce qui te permettra de COMPARER le champ des deux antennes émissions.

Le construction donne le gain de ses antennes ( avec plus ou moins de "triche" pour MIEUX vendre).
-3db c'est un rapport en puissance égal à la moitié.
Donc ça fait...50% !
10db est un rapport de 10 ( en puissance )
20 db un rapport de 100 ( en puissance) etc..etc..A

Il existe des logiciels qui déterminent le gain , l'ouverture etc... des antennes ( MANNA ) de façon théorique.

Ensuite la PRATIQUE est influençée par l'environnement immédiat de l'antenne ( hauteur vis à vis du sol ) arbress...ou non, nature du SOL....etc..

Bonnes fétes