Jean-François FOURCADIER
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Gain des antennes paraboliques : un tableau pratique

 

Quel gain peut-on attendre d'une antenne parabolique ?
 

Celui-ci dépend bien sûr du diamètre de l'antenne et de la fréquence utilisée. Mais il dépend aussi de la manière dont est réalisée l'illumination du paraboloïde et ce point est souvent négligé. Si on utilise une source très directive, seule une petite partie du paraboloïde sera touchée par l'énergie issue de la source et le diamètre "utile" de l'antenne sera plus faible que son diamètre réel. Inversement, si la source produit un faisceau trop large, une partie de l'énergie sera rayonnée vers l'arrière de l'antenne, ce qui diminuera le gain utile et dégradera le rapport avant-arrière. De plus, on observera que la source a son propre diagramme de rayonnement et qu'elle n'illumine donc pas le paraboloïde de manière uniforme. Pour tenir compte de tout cela, on définit un coefficient d'efficacité k, rendant compte du rendement de l'antenne. Pour des résultats optimaux, on recherche généralement par construction, c'est à dire par choix de la distance focale, du diamètre et de la directivité de la source, un coefficient k compris entre 0,5 et 0,7. Ceci correspond grossièrement à un niveau reçu en périphérie du paraboloïde inférieur de 10 dB à 15 dB par rapport à celui reçu en son centre.

 

Lorsqu'on souhaite obtenir un diagramme de rayonnement "propre", c'est à dire avec des lobes secondaires d'amplitude faible, on travaillera sur la qualité de la source et on limitera le niveau en périphérie du paraboloïde à -15 dB par rapport à celui présent en son centre. Le facteur k sera alors voisin de 0,5. C'est le cas des antennes professionnelles utilisées en télécommunications qui ont généralement une valeur de k basse, proche de 0,55. Pour maximiser le gain, on recherchera un coefficient k proche de 0,7 que l'on obtiendra en portant le niveau à - 10 dB en périphérie.

Pour résumer, il faut gèrer un compromis. Une bonne adéquation de la source et du paraboloïde est indispensable pour des résultats optimaux. Un travail sérieux nécessite la mesure préalable du diagramme de rayonnement de la source seule, ou au moins son évaluation sur une base théorique.

 

La relation qui lie les données est :

avec :

 

GdB  = gain par rapport à l'antenne isotrope
          (enlever 2,1 dB pour obtenir le gain par rapport au dipôle)

l = longueur d'onde du rayonnement

S = surface du paraboloïde

k = coefficient d'efficacité

 

Un tableau pratique:

Pour éviter les calculs fastidieux, on trouvera ci-dessous les valeurs de gain calculées, pour différentes bandes amateurs, différents diamètres d'antennes et un coefficient k = 0,55.

 

gain des antennes paraboliques

valeurs en dBi,   k = 0,55

diamètre
(m)

fréquences (MHz)

435 1250 2350 5700 10250 24000 47000
0,2 - 5,8 11,2 18,9 24,0 31,4 37,3
0,3 - 9,3 14,8 22,5 27,6 34,9 40,8
0,4 - 11,8 17,3 25,0 30,1 37,4 43,3
0,6 6,1 15,3 20,8 28,5 33,6 41,0 46,8
0,8 8,6 17,8 23,3 31,0 36,1 43,5 49,3
1,2 12,2 21,3 26,8 34,5 39,6 47,0 52,8
1,6 14,7 23,8 29,3 37,0 42,1 49,5 55,3
2,4 18,2 27,3 32,8 40,5 45,6 53,0 58,8
3,2 20,7 29,8 35,3 43,0 48,1 55,5 61,3
4,8 24,2 33,4 38,8 46,5 51,6 59,0 64,9

 

Ces valeurs ne sont valables qu'à certaines conditions, en particulier:

- une qualité optique convenable du réflecteur (géométrie, aspérités, ...)

- une bonne illumination (source placée au foyer, diagramme de rayonnement de la source, ...)

 

Pour le calcul de bilans de liaisons, on pourra se référer par ailleurs au tableau indiquant les affaiblissements d'espace libre.

 

Bonnes évaluations et bons DX,

 

 

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