Lobe secondaire

Les lobes secondaires sont les pics secondaires dans le diagramme d'émission ou de réception d'une antenne autre que le lobe principal ou le lobe arrière de celle-ci.

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Antenne - Composant électrique - Électrotechnique

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pic de Dirac.... principal et des lobes secondaires. 45 / 50. Fenętres d'observation... lobe secondaire est bien plus petite.... (source : )

Les lobes secondaires sont les pics secondaires dans le diagramme d'émission ou de réception d'une antenne autre que le lobe principal ou le lobe arrière de celle-ci. En effet, selon la configuration de l'antenne, elle peut être directionnelle en azimut (gisement) et en élévation (angle de site) en concentrant la majorité de son énergie d'émission ou sa sensibilité de réception dans une direction. Cependant, on ne peut totalement rendre le patron nul dans les autres directions.

Exemple

La taille de la surface formant un «réflecteur parabolique» est assez petite généralement devant la longueur d'onde du signal émis et il n'est alors pas envisageable de négliger les phénomènes de diffraction. Chaque point de la surface du réflecteur va rayonner comme une source ponctuelle, et le champ total émis en un point est la somme cohérente de l'ensemble des champs illimitétésimaux. Tout se passe comme dans le cas de la diffraction d'une onde par une ouverture. Pour mieux sentir la physique du phénomène, considérons le cas parfaitisé suivant :

Gain normalisé d'une antenne rectangulaire parfaite de longueur 20 cm, largeur 10 cm, à une fréquence de 10 GHz (bande X)

l'ouverture est plane et rectangulaire, de dimensions L (sur l'axe y) et l (sur l'axe z) ;
la surface métallique de l'ouverture est idéalement conductrice ;
le champ électrique génèré par le cornet sur la surface de l'antenne de direction constante et d'amplitude constante $E 0$ .

La théorie de la diffraction montre que l'amplitude de l'onde émise dans une direction repérée par les angles $φ$ (angle azimutal horizontal ou gisement) et $θ$ (angle d'élévation ou de site) à une distance $r$ de l'antenne suffisamment grande pour que l'approximation de Fraunhofer soit vérifée, vaut ( $sinc$ est la fonction sinus cardinal définie par $sin (x) / x$ ) :

$E(r,\theta, \phi)=E_0\cdot\frac{Ll}{\lambda r}\cdot\operatorname{sinc}\left( \pi \frac{L}{\lambda}\cdot\sin(\phi)\cdot\cos(\theta)\right) \operatorname{sinc} \left( \pi \frac{l}{\lambda}\cdot\sin(\theta)\right)$

Le diagramme de droite donne l'allure de l'évolution de la puissance de l'onde, normalisée comparé à la puissance maximale émise, selon le site et du gisement (échelle logarithmique). On voit naitre un pic central qui représente le lobe principal où la majorité de l'énergie émise ou reçu se trouve. Cependant, on voit de chaque côté des pics secondaires représentant les lobes secondaires.

Effets

Les forts échos retournés par des collines par temps dégagé (pixels rouges et jaunes) et les retours mal positionnés venant des lobes secondaires (bleus et verts)

On désire diminuer les lobes secondaires au maximum, car leur rôle n'est pas négligeable. Par exemple :

Quand le faisceau émis par l'antenne d'un radar passe sur un écho spécifiquement fort, le retour de l'énergie du pic central est dans l'axe de visée. Les retours des lobes secondaires arrivent, quant à eux, au même temps où le pic central illumine un autre angle de visée. Comme le récepteur note l'angle de visée du pic central, les retours des pics secondaires sont par conséquent notés à un mauvais azimut ce qui crée un faible faux retour de chaque côté de notre vrai écho. Dans l'image de droite, on voit les échos radars retournés par une série de collines à l'est du site. On remarque que ces échos ont la forme d'une ellipse avec des intensités plus fortes au centre (rouge-noir) par le retour du lobe principal et plus faibles de chaque côté par les lobes secondaires.

Les antennes d'émissions de radio ou de télévision sont configurées pour que leur émission rejoigne la plus grande zone de population et on veut éviter de perdre trop d'énergie vers les directions inhabitées ou en interférence avec d'autres émetteurs. On limite par conséquent au maximum l'émission dans les lobes secondaires.

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