Antenne

Transcription

1 Antenne Introduction Ce document décrit la mesure d antennes de type PR réalisée dans la chambre anéchoïde du PST de Ville d Avray. Le tableau (1) décrit les personnes impliquées. Type antennes PN Antennes SN (référence) testées SN 3382 (antenne sous test) Date 31 Mai 211 Lieu Chambre anéchoïde Boris Vian Personnes impliquées Richard Warnez (Air France) Frédéric Vicente (Air France) Giles Holtzmer (PST VA) Adrien Vincent (PST VA) Franck Daout (PST VA) - Rédacteur Table 1 Références mesures Les conditions de mesures sont décrites dans le tableau (2). Type de mesure Mesure du diagramme d antenne par comparaison avec une antenne de référence Polarisation Horizontale, Verticale et Croisée (sans référence) Plan de coupe Plan (x,y) : azimut Antenne d émission Antenne cornet PM732X Distance Tx-Rx 4.87m (entre mâts) Hauteur antenne 1.94m VNA ZVB2 (ref 5561) Puissance VNA 1 dbm Résolution VNA 1 KHz Nombre de moyennes 8 Fréquence 9.345GHz Variation angulaire azimut de -4 à 4 Pas angulaire.2 Table 2 Configuration de Mesure La figure (1) présente l antenne sur son mât de mesure lorsque la mesure est en polarisation verticale. L antenne sous test est placée au centre de la zone tranquille et est utilisée comme récepteur. Le système de cordonnées est défini sur le centre de l antenne sous test. L axe x correspond à l axe entre l antenne de réception et celle d émission. Il est dirigé vers l antenne d émission. L axe z 1

2 correspond à l axe vertical, dirigé vers le plafond de la chambre. Un positionneur azimut permet de faire tourner l antenne autour de l axe z (axe des hauteurs). Pour modifier la polarisation, deux positionneurs permettent de faire tourner les antennes d émission et de réception de 9 degrés (autour de l axe x). Figure 1 Antenne en polarisation verticale 2 Résultats Trois types de polarisations ont été réalisés. Pour les polarisations principales, les diagrammes de l antenne de référence et de l antenne sous test sont représentés en fonction de l angle d azimut. Les diagrammes sont normalisés par rapport à l antenne de référence. Pour la polarisation croisée, seule le diagramme de l antenne sous test est représenté en fonction de l angle d azimut. 2

3 2.1 Polarisation principale verticale 1 (PN 24/446 41) Polarisation V S 21 max ref = db SN 3382 SN (Ref) 2 S 21 / S 21 max Figure 2 Polarisation verticale - variation en fonction de l angle azimut La différence de gain entre l antenne de référence et l antenne sous test est présentée sur la figure (3). La valeur maximale de cette variation est de 1.5 db dans le lobe principal. Elle est en moyenne de 1 db dans l ensemble du lobe. En dehors du lobe, des différences de comportement interviennent mais restent faibles. 3

4 2 Polarisation V Différence de gain en db Différence de gain Figure 3 Différence entre l antenne de référence et l antenne sous test pour le lobe principal 2.2 Polarisation principale horizontale 1 (PN 24/446 41) Polarisation H S 21 max ref = db SN 3382 SN (ref) 2 S 21 / S 21 max Figure 4 Polarisation horizontale - variation en fonction de l angle azimut 4

5 La figure (5) présente la différence de gain entre l antenne de référence et l antenne sous test dans le lobe principal. La variation maximale est inférieure à 3 db. Elle est en moyenne de 1 db sur le lobe principal. En dehors du lobe, des différences de comportement interviennent notamment sur la position des lobes mais leurs amplitudes restent proche. 3 Polarisation H Différence de gain en db 2 Difference de gain Figure 5 Différence entre l antenne de référence et l antenne sous test pour le lobe principal 2.3 Polarisation croisée Concernant la polarisation croisée, son niveau reste 45 db plus faible que la composante principale. Son influence est donc négligeable. 5

6 Composantes croisées (PN 24/ SN 3382), en absolu S 21 max = 84,18 db S Figure 6 Polarisation croisée - variation en fonction de l angle azimut 3 Conclusion La comparaison entre l antenne de référence et l antenne sous test montre une très faible détérioration du gain, qui reste en moyenne inférieure à 1 db dans le lobe principal. Cet écart est proche de l incertitude de mesure et il est difficile de dire que l antenne sous test est plus mauvaise que l antenne de référence. Cette constatation est valide quelle que soit l état de polarisation. La polarisation croisée reste très faible. Sous nos conditions de mesure (cf remarque) il est difficile de trouver une réelle différence entre les deux antennes. 4 Remarque Une remarque s impose sur la condition de champ lointain. Cette condition est établie pour avoir une condition de plan d onde. Dans cette optique, il est possible de calculer la distance d éloignement en fonction de la plus grande dimension de l antenne. En supposant une variation de phase de π 8 du plan d onde, la relation suivante est obtenue : R 2D2 λ avec D la plus grande dimension de l antenne, λ la longueur d onde et R la distance d éloignement. En appliquant cette relation à notre cas, une distance de 35 m est nécessaire. De ce fait, il est évident que la contrainte de plan d onde n est pas strictement respectée. Avec notre distance de 4.87m, la variation de phase observée à l extrémité de l antenne est de 161. De ce fait, le réseau (1) 6

7 d antennes perd de son efficacité et les fentes extérieures au centre de l antenne ne remplissent plus leur fonction. Cela induit un diagramme d antenne avec un lobe principal plus large et des lobes secondaires plus importants. Toutefois dans cette mesure de comparaison (les deux antennes sont mesurées dans le même contexte) les résultats obtenus restent exploitables. 7