Un diagramme de rayonnement d’antenne est dessiné sur un graphique polaire ou rectangulaire pour évaluer les interactions d’énergie des composants des antennes, qui sont conçues pour transmettre ou recevoir un champ électromagnétique (EM) via une interaction avec un courant alternatif. La fréquence et la polarisation sont tracées sur un plan spatial, en utilisant les décibels (dB) comme unité de mesure. Les interactions entre ces éléments créent de nombreux motifs géométriques différents qui émettent autour de différents types d’antennes. Les graphiques révèlent leurs capacités d’émission-réception spécifiques et leur intensité de champ relative.
Les facteurs affectant le diagramme de rayonnement de l’antenne peuvent inclure l’impédance d’entrée, mesurée avec un analyseur de réseau vectoriel (VNA), ou un compteur de rapport d’ondes stationnaires (SWR). La bande passante, l’efficacité, l’azimut et l’élévation complètent l’analyse du modèle sur le terrain. En faisant pivoter l’antenne de 360 degrés dans les plans horizontal et vertical, un tracé polaire du diagramme de rayonnement EM peut être construit.
Ces dispositifs aériens sont généralement conçus pour une fréquence et une utilisation particulières, dans des emplacements solitaires ou groupés. Différentes longueurs se rapprochent des multiples ou des diviseurs d’une fréquence cible. Ils transmettent et reçoivent des informations électroniques codées en fréquences EM, comme dans les communications radio ou télévisées.
Aucun diagramme de rayonnement d’antenne ne transmet de manière égale dans toutes les directions. Les antennes isotropes théoriques ont des diagrammes parfaitement sphériques ; non directionnels, ces modèles ne sont utilisés que comme base de comparaison pour le calcul du gain d’une antenne. Les antennes omnidirectionnelles présentent des motifs symétriques. Les polarisations dans les fréquences créent des champs symétriques : lobes et espaces nuls, s’étendant à partir de l’axe de l’antenne.
Les antennes monopôle et dipôle symétriques présentent un diagramme de rayonnement d’antenne également symétrique, en raison du rayonnement émettant hors de phase à certains angles, où il va à zéro. L’axe du rayonnement maximal traverse un lobe principal, tandis que les lobes secondaires ou secondaires s’étendent dans d’autres directions. Un lobe qui s’étend à l’opposé de l’axe du faisceau du lobe principal est appelé lobe arrière.
Les graphiques révèlent que plus un motif s’éloigne de l’axe, plus la longueur d’onde est puissante. Ceux-ci sont représentés sur papier sous forme de coupes transversales en deux dimensions. Un diagramme de rayonnement d’antenne peut être représenté en trois dimensions à l’aide d’une modélisation graphique informatique.
La directivité indique si une antenne doit être orientée. Les antennes paraboliques de télévision ont une directivité, mais pas les antennes de téléphone portable. Les antennes tiges desservent les radios et les téléphones portables. Les antennes Yagi sont des dipôles demi-onde utilisés pour les fréquences supérieures à 10 mégahertz (MHz) ; ceux-ci effectuent des tâches à la Citizens Band (CB), à la radio amateur et à la réception télévisée.
Les antennes à ouverture sont des émetteurs-récepteurs micro-ondes façonnés en disques, en paraboles et en réseaux rectangulaires, comme on le voit sur les tours de téléphonie cellulaire. Le diagramme de rayonnement de l’antenne apparaît sous la forme d’un tore ou d’un cornet autour de l’axe du faisceau. D’autres peuvent inclure hélicoïdal, conique, parabolique et plus encore; des dizaines d’autres types et motifs d’antenne existent dans de nombreuses variations géométriques.