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Le secret de l'antenne monopôle : pourquoi est-elle plus efficace qu'une antenne dipôle ?
Dans le monde des communications sans fil, la conception et les performances de l’antenne affectent directement les performances de transmission du signal. En tant que conception d'antenne classique, l'antenne monopolaire est largement utilisée, mais peu de gens ont exploré le mystère qui se cache derrière. Dans cet article, nous allons examiner en profondeur la théorie et l’histoire des monopôles, comment ils se comparent aux dipôles et pourquoi ils peuvent être supérieurs dans certaines situations.
Principes de base de l'antenne monopole
Une antenne monopôle est une antenne constituée d'une tige droite de conducteur, généralement montée verticalement sur un sol conducteur, appelé plan de masse. Le signal de l'émetteur est appliqué entre l'extrémité inférieure de l'antenne monopôle et le sol, et le récepteur capte le signal à partir du même point. La conception de l'antenne monopôle lui permet de transmettre et de recevoir efficacement les ondes radio, ce qui est l'une des raisons de son utilisation généralisée.
Avantages par rapport aux antennes dipôles
Dans de nombreuses applications de propagation radio, la conception de l'antenne monopôle lui permet d'avoir une meilleure efficacité de rayonnement. Le diagramme de rayonnement d'une antenne monopolaire est uniforme, rayonnant uniformément dans toutes les directions autour de l'antenne. Ceci est en contraste avec une conception d'antenne dipôle, qui nécessite quatre directions différentes pour obtenir le même effet de rayonnement. Cette caractéristique rend les antennes monopôles plus avantageuses dans les communications mobiles et la diffusion sans fil.
L'antenne monopole a une meilleure réponse aux effets de sol en termes de distance de propagation et d'efficacité de transmission, ce qui lui permet de fonctionner extrêmement bien dans des environnements appropriés.
Histoire du développement des antennes monopoles
Ce type d'antenne a été proposé pour la première fois par le pionnier de la radio italienne Guglielmo Marconi en 1895. Marconi a mené des expériences basées sur l'utilisation de la réflexion et a découvert qu'une antenne monopolaire connectée au sol peut augmenter efficacement la distance de transmission du signal par rapport à une antenne dipôle. C'est pour cette raison que l'antenne de Marconi est souvent appelée « antenne Marconi », malgré le fait que le scientifique russe Alexander Popov ait inventé indépendamment l'antenne monopolaire à peu près à la même époque.
Diagrammes et performances de rayonnement
Une antenne monopôle possède un diagramme de rayonnement omnidirectionnel, ce qui lui permet de rayonner de manière relativement uniforme dans toutes les directions. Cependant, cette conception entraîne une variation de l’intensité du rayonnement lorsque l’angle de l’antenne change, ce qui entraîne des différences significatives dans les performances de l’antenne dans différents environnements d’installation. Par exemple, le montage d’une antenne monopôle sur un plan de masse différent affectera son diagramme de rayonnement et son gain.
Lorsqu'une antenne monopolaire est montée sur un plan de sol conducteur idéal, son gain peut être jusqu'à deux fois supérieur à celui d'une antenne dipôle similaire, démontrant ainsi sa capacité de rayonnement supérieure.
Applications des antennes monopôles
Les antennes monopôles ont une large gamme d'applications, notamment la radiodiffusion, les communications mobiles et divers appareils sans fil. Aux fréquences plus basses, les monopôles s'appuient généralement sur le sol comme plan de masse, comme dans la diffusion dans les bandes d'ondes moyennes et longues, où de grandes antennes verticales sont souvent utilisées. De plus, avec les progrès de la technologie sans fil, de nombreux appareils portables tels que les téléphones portables et les radios incluent également des conceptions d’antennes monopolaires.
Défis de conception et techniques
Bien que les antennes monopôles offrent de nombreux avantages, leur conception et leur installation présentent encore quelques défis. Par exemple, lors de l’amélioration de l’efficacité du rayonnement, le choix d’un plan de masse adapté constitue un défi majeur pour les concepteurs. Pour certaines ondes radio à haute fréquence, les plans de masse plus petits deviennent moins efficaces, provoquant des pertes de rayonnement. Cela nécessite que les ingénieurs prennent pleinement en compte l’environnement de travail de l’antenne et les conditions physiques environnantes lors de la conception.
ConclusionAfin d'obtenir les meilleures performances, la conception future des antennes monopôles accordera plus d'attention à la sélection des matériaux et à l'optimisation de la structure pour améliorer la capacité anti-interférence et l'effet de rayonnement.
L'antenne monopole occupe une position irremplaçable dans le domaine des communications sans fil en raison de sa conception unique et de ses excellentes performances. À mesure que la technologie progresse, la conception des antennes monopolaires continuera d’évoluer et leur domaine d’application sera encore élargi. Que ce soit dans le domaine du divertissement à domicile, des communications mobiles ou de la diffusion professionnelle, les antennes monopôles ont démontré leurs excellentes performances. Comment le développement futur des technologies de communication affectera-t-il la conception et l’application des antennes ?
