Paramètres d'antenne et formules de champ
Le tableau résume les paramètres clés pour les types d'antennes couramment utilisés dans les essais EMC et l'ingénierie RF, notamment la directivité, la longueur effective de l'antenne, la résistance de rayonnement et les formules de champ électrique.
Les valeurs de champ électrique sont données pour des niveaux de puissance en watts (W) et kilowatts (kW). Toutes les formules supposent des conditions de champ lointain et des antennes sans perte, sauf indication contraire.
| Type d'antenne | Paramètres1,2 |
|---|---|
| Rayonneur isotrope |
Directivité : 1 ≙ 0 dB Champ (P/W) : √30 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 173 · √(P/kW) / (r/km) |
| Dipôle de Hertz avec capacité d'extrémité3 |
Directivité : 1,5 ≙ 1,8 dB Longueur effective : l Résistance de rayonnement : 80π² · (l/λ)² Champ (P/W) : 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne courte sur sol infiniment conducteur avec capacité de tête4 |
Directivité : 3 ≙ 4,8 dB Longueur effective : h Résistance de rayonnement : 160π² · (h/λ)² Champ (P/W) : 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| Dipôle court sans capacité d'extrémité3 |
Directivité : 1,5 ≙ 1,8 dB Longueur effective : l/2 Résistance de rayonnement : 20π² · (l/λ)² Champ (P/W) : 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne courte sur sol infiniment conducteur sans capacité de tête4 |
Directivité : 3 ≙ 4,8 dB Longueur effective : h/2 Résistance de rayonnement : 40π² · (h/λ)² Champ (P/W) : 3 · √10 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 300 · √(P/kW) / (r/km) |
| Dipôle demi-onde |
Directivité : 1,64 ≙ 2,15 dB Longueur effective : λ/π Résistance de rayonnement : 73,2 Ω Champ (P/W) : 7 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne quart d'onde sur sol infiniment conducteur |
Directivité : 3,28 ≙ 5,2 dB Longueur effective : λ/(2π) Résistance de rayonnement : 36,6 Ω Champ (P/W) : 10 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 316 · √(P/kW) / (r/km) |
| Petite boucle à tour unique dans l'espace libre |
Directivité : 1,5 ≙ 1,8 dB Longueur effective : 2πA/λ Résistance de rayonnement : 80π² · (4π²A²/λ⁴) Champ (P/W) : 3 · √5 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 212 · √(P/kW) / (r/km) |
| Dipôle pleine onde |
Directivité : 2,4 ≙ 3,8 dB Longueur effective : ≫ λ Résistance de rayonnement : 200 Ω Champ (P/W) : 6 · √2 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 268 · √(P/kW) / (r/km) |
| Dipôle demi-onde replié |
Directivité : 1,64 ≙ 2,15 dB Longueur effective : 2λ/π Résistance de rayonnement : 4 · 73,2 ≙ 280 Ω Champ (P/W) : 7 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 221 · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne en croix (dipôle de Hertz) rayonnant dans le plan horizontal |
Directivité : 0,75 ≙ 1,2 dB Longueur effective : l Résistance de rayonnement : 40π² · (l/λ)² Champ (P/W) : (3/2) · √10 · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 150 · √(P/kW) / (r/km) |
| Réseau broadside (dipôles de Hertz) (L ≫ λ) |
Directivité : ∼ (8/3) · (L/λ) Champ (P/W) : 2 · √30 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 346 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| Réseau collinéaire (dipôles de Hertz) (L ≫ λ) |
Directivité : ∼ (4/3) · (L/λ) Champ (P/W) : 2 · √15 · √(L/λ) · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 245 · √(L/λ) · √(P/kW) / (r/km) |
| Antenne avec directivité D |
Directivité : D Champ (P/W) : √30 · √D · √(P/W) / (r/km) Champ (P/kW) : 173 · √D · √(P/kW) / (r/km) |
1 Les valeurs de directivité correspondent au gain d'antenne pour une antenne sans pertes.
2 Les formules d'intensité de champ supposent une antenne et un environnement sans pertes.
3 Valide pour les antennes courtes avec l < 0,2 λ.
4 Valide pour les monopôles courts avec h < 0,2 λ sur un plan de masse infini.
Exemples de calculs
1. Intensité de champ à une distance donnée
Scénario : Un dipôle demi-onde émet 100 W. Quelle est l'intensité du champ électrique à une distance de 5 km ?
Formule : E = 7 · √(P/W) / (r/km)
Calcul : E = 7 · √100 / 5 = 7 · 10 / 5 = 14 mV/m
Résultat : À une distance de 5 km, l'intensité du champ est de 14 mV/m.
2. Comparaison des types d'antennes
Scénario : Deux émetteurs de 1 kW à une distance de 2 km. La station A utilise un rayonneur isotrope, la station B utilise une antenne quart d'onde sur un sol idéal. Comment les intensités de champ se comparent-elles ?
Station A (Isotrope) : E = 173 · √1 / 2 = 86,5 mV/m
Station B (λ/4) : E = 316 · √1 / 2 = 158 mV/m
Résultat : L'antenne quart d'onde fournit presque le double de l'intensité de champ (158 / 86,5 ≈ 1,83) en raison de la directivité et de la réflexion sur le plan de masse.
3. Résistance de rayonnement d'une antenne courte
Scénario : Un monopôle de 1 mètre sur le toit d'un véhicule fonctionne à 30 MHz (λ = 10 m, donc h/λ = 0,1). Pas de capacité de tête. Quelle est la résistance de rayonnement ?
Formule : R = 40π² · (h/λ)²
Calcul : R = 40 · 9,87 · (0,1)² = 394,8 · 0,01 = 3,95 Ω
Résultat : La résistance de rayonnement n'est que de 3,95 Ω, ce qui rend l'adaptation aux systèmes standards de 50 Ω difficile et entraîne une faible efficacité – un défi courant avec les antennes électriquement courtes.
Calculer le champ électrique pour ces types d'antennes
Utilisez notre calculateur interactif pour déterminer le champ électrique en fonction de votre puissance d'émission et de la distance.
→ Calculateur de champ électrique d'antenne
Sélectionnez une antenne isotrope, dipôle demi-onde, monopôle quart d'onde ou dipôle onde complète. Saisissez vos paramètres et obtenez des résultats instantanés en mV/m.