Paramètres d'une Antenne Dipôle Simple
Contexte : L'antenne dipôle demi-ondeUne des antennes les plus simples et fondamentales, constituée de deux conducteurs rectilignes de longueur totale égale à la moitié d'une longueur d'onde..
L'antenne dipôle est un pilier de la technologie des communications sans fil, utilisée de la radio FM à la Wi-Fi. Sa simplicité de conception cache des principes électromagnétiques fondamentaux. Comprendre comment sa longueur physique est directement liée à la fréquence qu'elle peut émettre ou recevoir est essentiel pour tout ingénieur ou technicien en télécommunications. Cet exercice vous guidera dans le calcul des paramètres clés qui définissent la performance d'un dipôle simple.
Remarque Pédagogique : Cet exercice vous apprendra à dimensionner une antenne pour une fréquence cible et à comprendre les concepts de résonance, de résistance de rayonnement et de directivité, qui sont universels dans le domaine des antennes.
Objectifs Pédagogiques
- Calculer la longueur d'onde d'un signal à une fréquence donnée.
- Dimensionner la longueur physique d'une antenne dipôle demi-onde.
- Déterminer la résistance de rayonnement théorique de l'antenne.
- Comprendre et décrire le diagramme de rayonnement d'un dipôle.
Données de l'étude
Fiche Technique
| Caractéristique | Valeur |
|---|---|
| Fréquence de la station (f) | 100 MHz |
| Type d'antenne | Dipôle simple (demi-onde) |
| Milieu de propagation | Vide (air) |
Constantes et Facteurs
| Paramètre | Description | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| c | Vitesse de la lumière dans le vide | \(3 \times 10^8\) | m/s |
| k | Facteur de raccourcissement | 0.95 | - |
Structure d'une Antenne Dipôle Simple
Questions à traiter
- Calculer la longueur d'onde (\(\lambda\)) de l'onde radio à 100 MHz.
- Déterminer la longueur théorique (\(L = \lambda/2\)) de l'antenne dipôle.
- Calculer la longueur physique ajustée de l'antenne en appliquant un facteur de raccourcissement \(k = 0.95\).
- Quelle est la valeur théorique de la résistance de rayonnement d'un dipôle demi-onde dans l'espace libre ?
- Décrire la forme du diagramme de rayonnement de l'antenne dans ses deux plans principaux (plan E et plan H).
Les bases sur les Antennes Dipôles
Pour résoudre cet exercice, il est essentiel de maîtriser quelques concepts clés de l'électromagnétisme appliqué aux antennes.
1. Longueur d'onde et Fréquence
La longueur d'onde (\(\lambda\)) est la distance que parcourt une onde pendant une période. Elle est inversement proportionnelle à la fréquence (\(f\)). Dans le vide ou l'air, leur relation est gouvernée par la vitesse de la lumière (\(c\)).
\[ \lambda = \frac{c}{f} \]
Où \(c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}\).
2. Résonance de l'Antenne
Une antenne est dite "résonante" lorsqu'elle présente une impédance purement résistive à sa fréquence de fonctionnement. Pour un dipôle simple, cela se produit lorsque sa longueur totale est proche de la moitié de la longueur d'onde (\(L \approx \lambda/2\)). C'est à cette longueur que le transfert d'énergie entre l'émetteur/récepteur et l'antenne est le plus efficace.
Correction : Paramètres d'une Antenne Dipôle Simple
Question 1 : Calculer la longueur d'onde (\(\lambda\))
Principe (le concept physique)
Pour intercepter une onde radio, une antenne doit être physiquement "accordée" à sa taille dans l'espace. La longueur d'onde (\(\lambda\)) est précisément cette taille : c'est la distance que l'onde parcourt pendant un cycle complet. Le principe fondamental est que pour une onde électromagnétique, sa vitesse de propagation est constante (la vitesse de la lumière), donc sa taille (longueur d'onde) est simplement inversement proportionnelle à sa fréquence (le nombre de cycles par seconde).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Une onde électromagnétique est une perturbation des champs électrique et magnétique qui se propage. Elle est caractérisée par sa fréquence (\(f\), en Hertz), sa période (\(T=1/f\), en secondes) et sa longueur d'onde (\(\lambda\), en mètres). Ces grandeurs sont liées par la relation \(\lambda = vT\), où \(v\) est la vitesse de l'onde. Dans le vide ou l'air, \(v\) est égale à la célérité de la lumière, notée \(c\). Cette relation est universelle pour toutes les ondes électromagnétiques, des ondes radio aux rayons gamma.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Considérez toujours le calcul de la longueur d'onde comme le point de départ incontournable de tout problème d'antenne. Sans cette valeur, il est impossible de dimensionner correctement l'élément qui va capter l'énergie de l'onde. C'est la fondation sur laquelle repose toute votre conception.
Normes (la référence réglementaire)
Ce calcul ne dépend pas d'une norme de construction (comme un Eurocode) mais d'une loi fondamentale de la physique. La relation entre \(\lambda\), \(f\) et \(c\) est un principe de base de l'électromagnétisme, universellement accepté et utilisé dans tous les manuels et par tous les organismes de standardisation (comme l'UIT - Union Internationale des Télécommunications).
Formule(s) (l'outil mathématique)
Relation Longueur d'onde - Fréquence
Hypothèses (le cadre du calcul)
Pour ce calcul fondamental, nous posons une seule hypothèse majeure, qui est valide pour la quasi-totalité des applications terrestres.
- L'onde se propage dans l'air, qui est assimilé au vide. Sa vitesse est donc considérée égale à la célérité de la lumière, \(c \approx 3 \times 10^8 \text{ m/s}\).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous utilisons les données de l'énoncé et la constante de la vitesse de la lumière.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Vitesse de la lumière | \(c\) | \(3 \times 10^8\) | m/s |
| FréquenceLe nombre d'oscillations d'une onde par seconde, mesuré en Hertz (Hz). | \(f\) | \(100 \times 10^6\) | Hz |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour les fréquences en Mégahertz (MHz), il existe une formule approchée très pratique à retenir : \(\lambda (\text{m}) \approx 300 / f (\text{MHz})\). Ici, \(300 / 100 \Rightarrow 3 \text{ mètres}\). C'est un excellent moyen de vérifier rapidement un ordre de grandeur.
Schéma (Avant les calculs)
Visualisons une onde sinusoïdale se propageant dans l'espace. La longueur d'onde \(\lambda\) est la distance physique entre deux crêtes successives de l'onde.
Représentation de la Longueur d'Onde
Calcul(s) (l'application numérique)
Étape 1 : Conversion de la fréquence
La fréquence de 100 MHz doit être convertie en Hertz.
Étape 2 : Calcul de la longueur d'onde
Schéma (Après les calculs)
Le schéma final illustre l'onde avec sa dimension calculée.
Résultat : Onde de 3 mètres
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Un résultat de 3 mètres signifie que pour capter efficacement cette station de radio, notre antenne devra avoir des dimensions de l'ordre du mètre. C'est une taille macroscopique, facile à construire. À l'inverse, une antenne pour téléphone portable (ex: 2 GHz) aurait une longueur d'onde de 15 cm, expliquant leur petite taille.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
L'erreur la plus commune est l'oubli de conversion des unités. Toujours convertir les Mégahertz (MHz), Gigahertz (GHz) ou Kilohertz (kHz) en Hertz avant d'appliquer la formule, sinon le résultat sera erroné de plusieurs ordres de grandeur.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La longueur d'onde est inversement proportionnelle à la fréquence.
- La formule de base est \(\lambda = c / f\).
- L'unité de \(\lambda\) est le mètre, celle de \(c\) est le m/s, et celle de \(f\) est le Hz.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
C'est en observant que la longueur d'onde des ondes qu'il générait était de l'ordre du mètre que Heinrich Hertz, à la fin du 19ème siècle, a pu construire les premiers résonateurs (ancêtres des antennes) et prouver expérimentalement l'existence des ondes électromagnétiques prédites par James Clerk Maxwell.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici des questions fréquentes sur ce calcul.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Calculez la longueur d'onde pour un signal Wi-Fi standard opérant à 2.4 GHz (soit 2400 MHz).
Question 2 : Déterminer la longueur théorique (\(L = \lambda/2\))
Principe (le concept physique)
Pour qu'une antenne "résonne", il faut qu'une onde stationnaire de courant puisse s'y établir. La condition la plus simple pour cela est que la longueur totale de l'antenne corresponde à une demi-longueur d'onde. À cette longueur, le courant est maximal au centre (point d'alimentation) et nul aux extrémités, ce qui est la condition idéale pour un rayonnement efficace.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
La résonance d'un dipôle est analogue à celle d'une corde de guitare. Lorsque vous pincez la corde, elle vibre à une fréquence fondamentale où les extrémités sont des nœuds (amplitude nulle) et le centre est un ventre (amplitude maximale). Pour l'antenne, le courant se comporte de la même manière. La longueur \(L = \lambda/2\) est la première résonance (mode fondamental). Il existe d'autres résonances pour des longueurs multiples de \(\lambda/2\) (\(L=\lambda, L=3\lambda/2\), etc.) mais leur impédance et diagramme de rayonnement sont différents.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
La relation \(L = \lambda/2\) est la règle de base la plus importante dans le monde des antennes filaires. Même pour des antennes beaucoup plus complexes, cette relation reste souvent le point de départ de la conception. Maîtrisez-la parfaitement.
Normes (la référence réglementaire)
Comme pour la question 1, il ne s'agit pas d'une norme mais d'un principe de physique découlant de la théorie des lignes de transmission et des ondes stationnaires. C'est une conséquence directe des équations de Maxwell appliquées à un conducteur fini.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la longueur théorique
Hypothèses (le cadre du calcul)
Ce calcul est dit "théorique" car il repose sur une hypothèse simplificatrice majeure.
- L'antenne est infiniment fine et se trouve dans un espace vide et infini, sans aucune interaction avec son environnement.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Nous utilisons le résultat de la question précédente.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Longueur d'onde | \(\lambda\) | 3 | m |
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma montre comment la demi-longueur d'onde correspond à la longueur totale de l'antenne, avec ses deux bras de \(L/2 = \lambda/4\) chacun.
Correspondance entre \(\lambda\) et L
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul de la longueur théorique
Schéma (Après les calculs)
Le schéma visualise la distribution du courant sur l'antenne résonante. Le courant est maximal au centre (ventre) et nul aux extrémités (nœuds), formant une demi-onde sinusoïdale.
Distribution du Courant sur le Dipôle
Réflexions (l'interprétation du résultat)
1.5 mètre est la dimension de base de notre antenne. Elle sera constituée de deux bras de 75 cm chacun, connectés au câble en leur centre. Cette dimension est pratique et facile à manipuler pour une installation sur un toit ou dans un grenier.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Attention à ne pas confondre la longueur totale (L) avec la longueur d'un seul bras (L/2). Les formules de dipôle se réfèrent presque toujours à la longueur totale de bout en bout.
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La condition de résonance fondamentale d'un dipôle est \(L = \lambda/2\).
- Cette longueur est dite "théorique" car elle suppose une antenne idéale.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
L'antenne Marconi, inventée pour les premières transmissions transatlantiques, est un "monopôle", qui peut être vu comme la moitié d'un dipôle. Elle mesurait \(\lambda/4\) et utilisait la surface conductrice de la Terre (ou un système de fils appelé "plan de sol") comme une sorte de miroir pour recréer électriquement la moitié manquante du dipôle.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici des questions fréquentes sur ce calcul.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Pour le signal Wi-Fi de la question précédente (\(\lambda=12.5 \text{ cm}\)), quelle serait la longueur théorique d'un dipôle ?
Question 3 : Calculer la longueur physique ajustée
Principe (le concept physique)
La théorie suppose que l'onde voyage le long du fil de l'antenne à la vitesse '\(c\)'. En réalité, la présence du conducteur métallique ralentit très légèrement l'onde. De plus, aux extrémités de l'antenne, le champ électrique "s'épanche" un peu dans l'espace, ce qui fait que l'antenne se comporte comme si elle était un peu plus longue. Pour que la résonance se produise à la bonne fréquence, il faut donc couper l'antenne physiquement un peu plus courte que la théorie ne le prévoit.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Ce phénomène est appelé "effet de bord" ou "capacitif d'extrémité". Il est d'autant plus prononcé que le diamètre du fil est grand par rapport à sa longueur. Le facteur de raccourcissement '\(k\)' est une valeur empirique qui encapsule ces effets complexes. Il peut être calculé par des formules précises (ex: formule de Hallén) ou par des logiciels de simulation, mais pour un dipôle filaire classique, \(k\) varie typiquement entre 0.94 et 0.98.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Ne fabriquez jamais une antenne en vous basant sur la longueur théorique pure ! Vous seriez systématiquement décalé en fréquence. Appliquer un facteur de raccourcissement est une étape non-négociable du passage de la théorie à la pratique. En cas de doute, il vaut mieux couper l'antenne un peu plus longue et la raccourcir progressivement en mesurant ses performances avec un analyseur d'antenne.
Normes (la référence réglementaire)
Il n'y a pas de norme imposant une valeur de '\(k\)'. Ce facteur est issu de la pratique expérimentale et de la simulation numérique. Les manuels de référence pour les radioamateurs (comme le ARRL Antenna Book) sont d'excellentes sources pour trouver des valeurs de '\(k\)' adaptées à différentes configurations.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Formule de la longueur physique
Hypothèses (le cadre du calcul)
Nous faisons l'hypothèse que la valeur fournie pour le facteur de raccourcissement est correcte pour notre cas de figure.
- Le facteur de raccourcissement \(k = 0.95\) est supposé valide pour notre antenne.
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
On utilise le résultat précédent et la valeur de '\(k\)' donnée.
| Paramètre | Symbole | Valeur | Unité |
|---|---|---|---|
| Longueur théorique | \(L_{\text{théorique}}\) | 1.5 | m |
| Facteur de raccourcissement | \(k\) | 0.95 | Sans dimension |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour une estimation rapide, on peut retenir qu'il faut enlever environ 5% à la longueur théorique d'un dipôle filaire.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma illustre la différence entre la longueur théorique calculée et la longueur physique réelle, qui est légèrement plus courte.
Ajustement de la Longueur
Calcul(s) (l'application numérique)
Calcul de la longueur physique
Schéma (Après les calculs)
Ce schéma montre l'antenne finale avec ses dimensions physiques réelles.
Dimensions Finales de l'Antenne
Réflexions (l'interprétation du résultat)
Cette longueur de 142.5 cm est la dimension finale à laquelle il faudra couper les conducteurs pour fabriquer l'antenne. Chaque bras de l'antenne mesurera donc \(1.425 / 2 = 0.7125 \text{ m}\), soit 71.25 cm. La différence de 7.5 cm par rapport à la théorie est significative et cruciale pour le bon fonctionnement.
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne jamais appliquer le facteur '\(k\)' directement sur la longueur d'onde \(\lambda\). Il faut d'abord calculer \(L_{\text{théorique}} = \lambda/2\), puis appliquer le facteur de correction sur cette longueur \(L_{\text{théorique}}\).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La longueur physique est toujours plus courte que la longueur théorique.
- La formule est \(L_{\text{physique}} = (\lambda/2) \times k\).
- Une valeur typique de \(k\) pour un dipôle filaire est 0.95.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Les fabricants d'antennes commerciales (comme celles sur votre toit) passent énormément de temps en simulation et en tests en chambre anéchoïque (une pièce qui absorbe les ondes radio) pour optimiser ce facteur '\(k\)' et d'autres paramètres afin de garantir des performances parfaites dès la sortie de l'usine.
FAQ (pour lever les doutes)
Voici des questions fréquentes sur ce calcul.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Pour le dipôle Wi-Fi (\(L_{\text{théorique}} = 6.25 \text{ cm}\)), quelle serait sa longueur physique avec \(k=0.95\) ?
Question 4 : Quelle est la résistance de rayonnement ?
Principe (le concept physique)
Lorsqu'un courant alternatif parcourt l'antenne, celle-ci lance des ondes électromagnétiques dans l'espace, emportant de l'énergie. Du point de vue du générateur qui alimente l'antenne, cette perte d'énergie est équivalente à la puissance qui serait dissipée par une résistance. Cette résistance "fictive", qui quantifie l'efficacité du rayonnement, est appelée la résistance de rayonnement (\(R_{\text{r}}\)).
Mini-Cours (approfondissement théorique)
L'impédance d'entrée d'une antenne (\(Z_{\text{a}}\)) est un nombre complexe : \(Z_{\text{a}} = R_{\text{a}} + jX_{\text{a}}\). La partie réelle, \(R_{\text{a}}\), est la somme de la résistance de rayonnement (\(R_{\text{r}}\)) et de la résistance de pertes (\(R_{\text{p}}\)) due à l'effet Joule dans le conducteur. La partie imaginaire, \(X_{\text{a}}\), est la réactance de l'antenne. À la résonance, \(X_{\text{a}} = 0\) et \(Z_{\text{a}} = R_{\text{r}} + R_{\text{p}}\). Pour une antenne bien conçue, \(R_{\text{p}}\) est très faible devant \(R_{\text{r}}\), donc on considère \(Z_{\text{a}} \approx R_{\text{r}}\). La puissance rayonnée est alors \(P = R_{\text{r}} \times I^2\), où \(I\) est le courant au point d'alimentation.
Remarque Pédagogique (le conseil du professeur)
Comprendre la résistance de rayonnement est la clé de l'adaptation d'impédance. Le but est d'avoir une impédance de câble (ex: 50 Ω) la plus proche possible de la résistance de rayonnement de l'antenne (ex: 73 Ω). Un mauvais accord (mismatch) provoque une réflexion d'une partie de l'énergie vers la source, réduisant l'efficacité du système.
Normes (la référence réglementaire)
La valeur théorique de 73.1 Ω pour un dipôle demi-onde infiniment fin est un résultat classique de la théorie électromagnétique, dérivé de l'intégration du vecteur de Poynting sur une sphère entourant l'antenne. Elle est une référence dans tous les ouvrages et standards de télécommunication.
Formule(s) (l'outil mathématique)
Valeur théorique
Hypothèses (le cadre du calcul)
Cette valeur de 73.1 Ω n'est valable que sous des hypothèses très strictes.
- Le dipôle est infiniment fin.
- Le dipôle a une longueur exacte de \(\lambda/2\).
- Il est isolé dans l'espace, loin de toute autre surface conductrice ou diélectrique (comme le sol).
Donnée(s) (les chiffres d'entrée)
Cette question fait appel à une valeur théorique fondamentale.
| Paramètre | Symbole | Valeur Théorique | Unité |
|---|---|---|---|
| Résistance de rayonnement | \(R_{\text{r}}\) | 73.1 | Ω |
Astuces (Pour aller plus vite)
Pour les examens, mémorisez simplement la valeur "73 Ohms" pour le dipôle et "36.5 Ohms" pour le monopôle quart d'onde sur un plan de sol parfait. Ce sont des valeurs fondamentales.
Schéma (Avant les calculs)
Le schéma montre le circuit équivalent de l'antenne à la résonance, vue par le générateur.
Circuit Équivalent de l'Antenne
Réflexions (l'interprétation du résultat)
La valeur de 73.1 Ω est très proche de 75 Ω, l'impédance standard de nombreux câbles coaxiaux (utilisés pour la TV). C'est une coïncidence heureuse qui rend le dipôle demi-onde facile à connecter et à utiliser sans circuit d'adaptation complexe, ce qui a contribué à sa popularité.
Schéma (Après les calculs)
Ce schéma illustre l'adaptation d'impédance : le câble coaxial (souvent 75 Ω) se connecte à l'antenne dont l'impédance est très proche (73 Ω), assurant un transfert de puissance optimal.
Adaptation d'Impédance
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Ne pas confondre la résistance de rayonnement (\(R_{\text{r}}\)) avec la résistance ohmique d'un fil (\(R_{\text{p}}\)). \(R_{\text{r}}\) représente une "perte" d'énergie utile (le rayonnement), tandis que \(R_{\text{p}}\) représente une perte d'énergie inutile (la chaleur). L'objectif est de maximiser \(R_{\text{r}}\) tout en minimisant \(R_{\text{p}}\).
Points à retenir (permettre a l'apprenant de maitriser la question)
- La résistance de rayonnement d'un dipôle \(\lambda/2\) est d'environ 73 Ω.
- Elle représente la charge que l'antenne présente au générateur due au rayonnement.
- Cette valeur est une référence pour l'adaptation d'impédance.
Le saviez-vous ? (la culture de l'ingénieur)
Si on replie les bras d'un dipôle pour former une boucle carrée, on obtient une "antenne quad". Bien qu'elle soit aussi résonante, sa résistance de rayonnement est plus élevée, autour de 120 Ω. Si on le replie sur lui-même, on obtient un "dipôle replié" (folded dipole), avec une résistance de rayonnement de près de 300 Ω !
FAQ (pour lever les doutes)
Voici des questions fréquentes sur ce sujet.
Résultat Final (la conclusion chiffrée)
A vous de jouer (pour verifier la comprehension de l'etudiant par rapport a la question)
Si vous alimentez cette antenne (\(R_{\text{r}}=73.1 \, \Omega\)) avec un courant de 2 Ampères à son centre, quelle est la puissance totale rayonnée ? (Rappel : \(P = R_{\text{r}} \times I^2\)).
Question 5 : Décrire le diagramme de rayonnement
Principe
Le diagramme de rayonnement est une carte en 3D qui montre dans quelles directions une antenne émet (ou reçoit) le plus d'énergie. Il est crucial pour savoir comment orienter l'antenne afin d'obtenir le meilleur signal.
Mini-Cours (approfondissement théorique)
Le rayonnement électromagnétique est produit par l'accélération de charges électriques (les électrons dans le fil de l'antenne). Pour un dipôle, le courant est maximal au centre et nul aux extrémités. Cette distribution de courant fait que les champs électriques et magnétiques rayonnés s'additionnent de manière constructive perpendiculairement à l'antenne et s'annulent de manière destructive le long de son axe. Le "Plan E" est le plan contenant le vecteur champ électrique et la direction de rayonnement maximal, qui coïncide avec le plan de l'antenne elle-même. Le "Plan H" est celui contenant le vecteur champ magnétique et la direction de rayonnement maximal, qui est perpendiculaire à l'antenne.
Réflexions
Le dipôle simple n'émet pas d'énergie dans la direction de ses extrémités (le long de son axe). Toute la puissance est rayonnée perpendiculairement à l'antenne. C'est pourquoi une antenne FM est généralement installée horizontalement pour capter les signaux provenant de l'horizon, et non du ciel ou du sol.
Schéma
La visualisation du diagramme en 3D et dans ses plans de coupe permet de comprendre son comportement directionnel.
Diagramme de Rayonnement du Dipôle
Points de vigilance (les erreurs à éviter)
Il est crucial de ne pas confondre les coupes 2D (Plan E et Plan H) avec la forme 3D complète. L'antenne n'émet pas seulement dans deux directions opposées comme le suggère la forme en "8" du plan E ; elle émet dans toutes les directions perpendiculaires à son axe, comme le montre le cercle du plan H. L'orientation de l'antenne dans l'espace est donc primordiale : pour une communication terrestre, un dipôle vertical sera omnidirectionnel à l'horizon, tandis qu'un dipôle horizontal sera directionnel.
Résultat Final
- Plan E (plan contenant l'antenne) : Le diagramme a la forme d'un "8". L'émission est maximale perpendiculairement à l'antenne et nulle à ses extrémités.
- Plan H (plan perpendiculaire à l'antenne en son centre) : Le diagramme est un cercle parfait. L'antenne est omnidirectionnelle dans ce plan.
Outil Interactif : Simulateur de Dipôle
Utilisez cet outil pour voir comment la longueur de l'antenne change en fonction de la fréquence désirée (par exemple, pour différentes stations de la bande FM).
Paramètres d'Entrée
Résultats Clés
Quiz Final : Testez vos connaissances
1. Si la fréquence d'un signal augmente, que devient la longueur d'une antenne dipôle résonante ?
2. Pourquoi la longueur physique d'une antenne est-elle légèrement plus courte que sa longueur théorique \(\lambda/2\) ?
3. Dans quelle direction un dipôle simple rayonne-t-il le plus d'énergie ?
4. La résistance de rayonnement d'une antenne...
5. Le diagramme de rayonnement dans le plan H (perpendiculaire) d'un dipôle est :
- Dipôle Demi-Onde
- Une antenne formée de deux conducteurs alignés, d'une longueur totale approximative d'une demi-longueur d'onde, alimentée en son centre.
- Résistance de Rayonnement
- Partie de l'impédance d'une antenne qui représente la conversion de l'énergie électrique en puissance rayonnée électromagnétiquement.
- Diagramme de Rayonnement
- Représentation graphique de la distribution de l'énergie rayonnée par une antenne dans l'espace.
- Résonance
- Condition pour laquelle l'impédance de l'antenne est purement résistive (partie imaginaire nulle), permettant un transfert de puissance maximal.
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