Diagrammes de rayonnement d'antenne

HPBW signifie largeur de faisceau à mi-puissance (Half-Power Beam Width) — la largeur angulaire du lobe principal mesurée entre les deux points où la puissance chute à la moitié (−3 dB) du maximum. L'arc en pointillés jaune la marque. Un HPBW plus étroit indique une antenne plus directive avec un gain plus élevé.

L'échelle linéaire trace un rayon proportionnel à la racine carrée de la puissance, ce qui met l'accent sur le lobe principal. L'échelle en décibels est logarithmique (10·log₁₀ du gain, affichée jusqu'à −40 dB), ce qui compresse la plage dynamique afin que les lobes secondaires faibles et les creux deviennent visibles. Les ingénieurs en antennes travaillent presque toujours en dB.

Le facteur de réseau est la magnitude de la somme des phaseurs exp(j·n·(2π·d·cos(θ−90°)+β)) sur l'ensemble des N éléments, normalisée par N². En choisissant le déphasage progressif β, le pic d'interférence constructive est déplacé vers l'angle souhaité, et la multiplication par un diagramme d'élément donne le résultat complet.

Le curseur de fréquence ne fait que mettre à jour la longueur d'onde affichée (λ = 30/f cm) à titre indicatif. Les fonctions de diagramme sont exprimées en unités électriques telles que des longueurs d'onde d'espacement, elles sont donc déjà indépendantes de la fréquence dans cette vue normalisée. Les antennes réelles changent bien avec la fréquence par rapport à leur taille physique fixe.

Ils utilisent des modèles analytiques idéalisés standard — le champ dipôle analytique, une approximation end-fire pour le Yagi, un patch broadside en cos³ et un facteur de réseau rigoureux pour le réseau phasé. Ils supposent une efficacité de 100 % et ignorent le couplage mutuel, les pertes d'alimentation et les effets de sol, ce qui les rend excellents pour l'enseignement mais pas un substitut à une simulation électromagnétique complète.

Un réseau plus long couvre une ouverture plus grande, donc son facteur de réseau présente des pics constructifs plus nets et des creux plus profonds. À mesure que le nombre d'éléments augmente, le lobe principal se rétrécit et le gain augmente à peu près proportionnellement à N, tandis que davantage de lobes secondaires apparaissent. La simulation le montre directement lorsque vous faites glisser le curseur d'éléments.

Les dipôles et monopôles servent la radio FM et les téléphones mobiles, les Yagis sont courants pour la réception TV et la radio amateur, les patchs se trouvent dans les récepteurs GPS et les appareils Wi-Fi, et les réseaux phasés alimentent les radars, les communications par satellite et les stations de base 5G massive-MIMO qui orientent les faisceaux vers des utilisateurs individuels.