ANTENNES, technologie

Les possibilités offertes par la propagation des ondes électromagnétiques dans les milieux naturels sont exploitées à des fins multiples : radiodiffusion, télévision, radar, télécommunications, radionavigation...

Dans toutes ces applications, l'antenne désigne ce composant indispensable au rayonnement et à la captation des ondes. Le mot est d'origine latine (antenna) et servait à désigner la vergue du gréement des navires romains. Une telle dénomination convenait donc particulièrement bien aux structures filaires rayonnantes déployées par les pionniers de la radiotélégraphie dès la fin du xix^e siècle. Par la suite, les structures ont évolué et se sont beaucoup diversifiées pour tenir compte tout à la fois de la découverte de nouveaux modes de propagation terrestre et des progrès technologiques constants en direction des fréquences élevées.

L'appellation d'antenne prévaut dans une large part du spectre des ondes électromagnétiques, qui s'étend des longueurs d'onde kilométriques jusqu'aux longueurs d'onde submillimétriques voisines de l'infrarouge. Aux longueurs d'onde plus courtes encore, dans le domaine optique par exemple, ce terme global n'est plus guère utilisé, au profit d'une dénomination plus précise des différents éléments constitutifs.

Les deux aspects du fonctionnement d'une antenne – rayonnement et captation – sont très étroitement liés. C'est l'équipement électronique associé à une antenne qui en définit l'éventuelle spécificité. Dans certains cas (radars, notamment), la même antenne est utilisée indifféremment à l'émission et à la réception.

Dans sa finalité, le rayonnement d'une antenne se ramène à un problème d'éclairage. Selon l'application considérée, on peut rechercher une illumination aussi uniforme que possible de l'espace environnant, ou encore un éclairage très localisé d'une partie de cet espace. De telles préoccupations existent dans le domaine des antennes, et une première classification, d'ordre fonctionnel, permet de distinguer les antennes peu directives des antennes directives. La notion de directivité est importante et permet d'apprécier la concentration du rayonnement ou l'aptitude à capter dans une direction donnée. Les antennes peu directives sont utilisées en l'absence d'une localisation fixe et/ou connue par avance des correspondants (émission de radiodiffusion ou de télévision, réception panoramique...). Au contraire, les antennes directives le sont dans les liaisons, dites point-à-point, établies avec un interlocuteur privilégié dont la position est, de préférence, connue a priori (transmission par faisceaux hertziens ou relais spatiaux, réception de télévision). En dépit de propriétés spécifiques bien particulières, les différentes antennes n'échappent guère à cette règle simple selon laquelle la directivité est d'autant plus élevée que leurs dimensions sont grandes par rapport à la longueur d'onde. Dès lors, on comprend mieux l'affectation des ondes longues aux applications pour lesquelles la directivité n'est pas essentielle et, inversement, la recherche des courtes longueurs d'onde lorsque, par souci d'économie ou de discrétion, une certaine directivité est souhaitable.

Les différents types d'antennes se distinguent, par ailleurs, en fonction de critères d'utilisation liés, par exemple, à la tenue en puissance, à la nature du signal à transmettre, à la résistance mécanique et, bien sûr, à l'environnement. La présence des milieux naturels tels que la troposphère, l'ionosphère, le sol, la mer, etc., impose, à une fréquence donnée, un certain mode de propagation et conditionne donc très étroitement la structure de l'antenne. Les principaux types d'antennes ont été regroupés en[...]