Une antenne n'est qu'un fil ? Si seulement vous savez cela, vous vous trompez !

Les antennes et les fils sont deux composants essentiels mais distincts des systèmes de communications sans fil. Ils accomplissent chacun des tâches importantes, même si leurs fonctions et principes de fonctionnement sont très différents.

La communication sans fil est l’un des thèmes principaux de la civilisation intelligente. Dans la communication moderne, la communication sans fil occupe une position inébranlable. Dans les systèmes de communication radio, il existe un élément essentiel, à savoir l'antenne.

Antenne de communication sans fil

Les antennes radio les plus courantes sont constituées de deux conducteurs métalliques en forme de tige. Alors, certaines personnes ont peut-être pensé : des fils ordinaires peuvent-ils être utilisés à la place de ces antennes ?

Discutons des similitudes et des différences entre les antennes et les fils. Tout d’abord, discutons de leurs similitudes :
(1) Les antennes sont fabriquées à partir de matériaux métalliques car le courant passera à travers l’antenne ;
(2) Le courant alternatif dans l'antenne et le conducteur générera un champ électromagnétique alternatif autour d'eux ;
(3) Lorsque l'antenne et le conducteur sont sous tension, leur température absolue augmente ;
Il semble que les propriétés physiques des antennes et des fils présentent de nombreuses similitudes. Cependant, la raison pour laquelle une antenne est appelée antenne est qu'elle remplit une fonction importante : elle est un transducteur efficace de l'onde guidée et de l'onde libre dans l'espace, comme le montre la figure ci-dessous :

Transmission par antenne

Pour comprendre la phrase ci-dessus, nous devons comprendre le principe de fonctionnement de l’antenne. Nous discutons ici de l’antenne dipôle classique.

L’onde dite guidée est l’onde électromagnétique transmise sous forme planaire dans la structure du guide d’ondes. L’onde libre dans l’espace est l’onde électromagnétique rayonnée par l’antenne. Lorsque la distance entre les deux pôles du dipôle atteint ou dépasse largement l’ordre de la longueur d’onde de l’onde électromagnétique, la majeure partie de l’énergie de l’onde électromagnétique est libérée sous forme de rayonnement. Afin de rayonner l'énergie de manière efficace, nous devons concevoir et fabriquer avec précision le fil, y compris, mais sans s'y limiter, la forme, la longueur du conducteur et le contrôle de l'impédance.

Les différences spécifiques entre les antennes et les fils sont les suivantes :

(1) Les deux pôles de l'antenne sont appelés « vibrateurs d'antenne ». Habituellement, l'effet est meilleur lorsque la longueur du demi-bras est égale à un quart de la longueur d'onde, il existe donc des exigences concernant la longueur de l'antenne ;

(2) Afin de contrôler la bande passante, il existe des exigences concernant l'épaisseur de la tige métallique utilisée dans l'antenne. De manière générale : plus le tuyau utilisé est épais, plus la bande passante est large.

(3) Impédance. Le système 50 ohms est utilisé dans le système radio civil de mon pays, donc l'impédance de l'antenne doit également être contrôlée à 50 ohms.

Après plusieurs siècles de développement, la famille des antennes est devenue une grande famille. Elle peut être grossièrement divisée en : antenne d'extrémité, antenne cadre, antenne dipôle et antenne à ouverture.

Parmi elles, l'antenne d'extrémité comprend : une antenne à tige diélectrique, une antenne Yagi (Figure 2), une antenne log-périodique, etc.

L'antenne dipôle comprend : une antenne diamant, une antenne biconique, etc.

L'antenne à ouverture comprend : une antenne à lentille, une antenne à réflecteur, etc.

Ces antennes ont des caractéristiques différentes, qui se reflètent dans la direction de polarisation, le gain, la résolution, le volume, etc.