Une antenne se compare par bande, adaptation, rendement, gain, diagramme et polarisation. Ces six grandeurs répondent à des questions différentes. Le VNA mesure des paramètres de port comme S11 ; seul, il ne donne ni gain, ni rendement de rayonnement, ni couverture.
1. Fréquence et bande utile
Indiquez fréquences basse et haute où les exigences sont satisfaites. La bande bien adaptée peut être plus large que celle présentant la polarisation ou le diagramme requis.
La bande relative vaut (fhaut−fbas)/fcentre avec une définition du centre. De 2,40 à 2,50 GHz, on obtient 100 MHz, soit environ 4,08% autour de la moyenne 2,45 GHz. Ce n’est pas une vitesse de 100 Mbit/s.
2. Impédance, S11 et ROS
L’impédance d’entrée est généralement complexe et varie avec fréquence et installation. On évalue l’adaptation par rapport à une référence telle que 50 ou 75 Ω.
Avec le coefficient Γ, ROS = (1+|Γ|)/(1−|Γ|). Dans des conditions de référence appropriées, la fraction de puissance réfléchie vaut |Γ|².
S11 en dB vaut 20 log10|Γ| et est généralement négatif. Le return loss RL = −20 log10|Γ| est positif. Les signes et le sens de la limite à demander diffèrent donc.
| Condition | ROS approximatif | Puissance réfléchie |
|---|---|---|
| S11 = −10 dB | 1,92. | 10%. |
| S11 = −20 dB | 1,22. | 1%. |
| ROS = 2 | 2. | 11,1%. |
Un ROS inférieur à 2 n’est pas une garantie générale de qualité. Une résistance adaptée peut convertir la puissance en chaleur plutôt que rayonner comme souhaité.
3. Rendement de rayonnement et rendement total
Le premier rapporte puissance rayonnée et puissance acceptée. Pour une antenne passive à un port, le total avec désadaptation s’écrit ηtotal = ηrad(1−|Γ|²).
Avec ηrad = 80% et S11 = −10 dB, on obtient 72%. C’est un modèle à plans compatibles. Les 80% initiaux ne peuvent pas être déduits du seul S11.
4. Gain et directivité
En valeurs linéaires, G = ηradD. La directivité D décrit la concentration spatiale ; G comprend les pertes de rayonnement. Le gain réalisé inclut en plus la désadaptation.
dBi se réfère à l’isotrope et dBd au dipôle demi-onde : 0 dBd correspondent approximativement à 2,15 dBi. dBm exprime une puissance relative à 1 mW. Ainsi 10 mW valent 10 dBm, pas 10 dBi.
Le gain passif ne crée aucune puissance totale supplémentaire. Précisez direction, fréquence et définition au lieu de comparer seulement les maxima.
5. Diagramme, largeur et lobes secondaires
La largeur à mi-puissance se mesure entre les points 3 dB sous le maximum du lobe principal. Regardez les deux coupes principales, lobes secondaires, réponse arrière et zéros.
Omnidirectionnel signifie généralement réponse presque uniforme en azimut, pas sur toute la sphère. Un grand maximum peut coexister avec des directions utiles faibles. Mesurez plusieurs fréquences dans le montage final.
6. Polarisation
En linéaire, les orientations doivent convenir. En circulaire, vérifiez sens selon la même convention et rapport axial. Une ouverture ronde ne suffit pas.
Désadaptation de polarisation, perte de câble et réflexion d’entrée sont distinctes. Un bon S11 n’indique pas une mauvaise orientation relative à l’autre antenne.
De la mesure au service
Les ports se mesurent avec un VNA calibré. Gain, diagramme et polarisation nécessitent un site rayonné approprié, et le rendement une méthode adaptée. Les méthodes de champ proche exigent aussi calibration et traitement.
Ces paramètres ne remplacent pas l’analyse du récepteur et des interférences réelles. Les principes de gain et de polarisation aident à définir les critères de sélection avec bande et environnement.
