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Concept
Antenne réseau à commande de phase
Résumé
vignette|Antenne réseau à commande de phase pour satellite
En télécommunications, une antenne réseau à commande de phase (phased array antenna en anglais) est un groupe d'antennes élémentaires alimentées avec des signaux dont la phase est ajustée de façon à obtenir le diagramme de rayonnement voulu.
Cette technologie a été développée pour la radioastronomie vers 1946, par Antony Hewish et Martin Ryle, à l'université de Cambridge. Ils ont obtenu un prix Nobel de physique après leurs travaux sur plusieurs grands radiotélescopes utilisant ce concept.
vignette|upright=1.25|Diagramme simulé d'émission à plusieurs sources
vignette|Diagramme animé d'une antenne à réseau en phase. TX - émetteur radio, φ - déphaseur, A - tableau d 'antennes, C - ordinateur. Les lignes rouges sont les ondes émises par chaque antenne.
Une telle antenne utilise le principe d'interférence, ou interférométrie, par N ouvertures. Comme chaque émetteur de l'antenne agit comme une fente, leur patron de diffraction peut être calculé en additionnant le changement de phase Φ au terme de frange.
Commençons par le diagramme de diffraction de la N ouverture :
Ajoutons maintenant un terme Φ à du second terme :
En prenant le carré de la fonction d'onde, on obtient l'intensité de l'onde.
Maintenant, espaçons les émetteurs d'une distance . On choisit ce facteur pour d par simplification, mais n'importe quelle fraction de la longueur d'onde fait l'affaire.
Le sinus atteint son maximum à , permettant de mettre le nominateur du second terme = 1.
Donc si N augmente, l'équation sera dominée par le terme . Comme le sinus oscille entre −1 et 1, nous pouvons voir que régler va donner un maximum d'énergie à : .
Si nous voulons donc ajuster l'angle d'émission maximale, il suffit d'ajuster le changement de phase φ entre les émetteurs individuels. En fait, le changement de phase correspond à l'angle négatif du maximum de signal. Une démonstration similaire montre que le dénominateur de l'équation est minimisé par le même facteur.
vignette|upright=0.
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