Une antenne coaxiale est utilisée pour conduire des ondes radiofréquence (RF) à une fréquence spécifique entre les appareils électroniques, tels que les systèmes de positionnement global (GPS), les téléphones sans fil, les systèmes de réseau local sans fil (WLAN) et les systèmes de communication dans les bâtiments, les tunnels, unités de transport en commun et pour les services d’urgence. Le but de l’antenne est à la fois de protéger et de diriger un signal RF spécifique afin qu’il atteigne sa destination avec le plus de force et le moins de distorsion ou d’interférences provenant d’autres signaux. Le premier brevet pour une antenne coaxiale aux États-Unis (US) a été déposé en 1937 par Arnold B. Bailey alors qu’il travaillait pour Bell Telephone Laboratories.
Les principales caractéristiques des antennes coaxiales sont qu’elles ont une faible atténuation ou une perte de signal due au couplage ; ils sont à la fois solides et stables ; et ils sont faciles à installer. Les exigences d’installation comprennent le maintien de l’antenne à au moins 4 pouces (environ 10 cm) des murs, l’utilisation de pinces non métalliques et non conductrices pour maintenir l’antenne en place, l’évitement des structures métalliques à proximité de l’antenne et la protection contre la poussière et la saleté. Tout ce qui se dépose sur la gaine de l’antenne coaxiale peut éventuellement provoquer une distorsion ou une perte du signal.
L’antenne tubulaire la plus couramment utilisée est constituée d’un conducteur intérieur, d’un conducteur extérieur diélectrique concentrique, d’un ruban barrière en mica et d’une gaine extérieure. Les conducteurs internes sont constitués de fil de cuivre massif ou d’aluminium plaqué cuivre, et les conducteurs externes sont généralement des tubes de cuivre ou du ruban de cuivre se chevauchant, fraisé et fendu. Entre les conducteurs intérieur et extérieur, le diélectrique concentrique est un noyau en mousse qui offre une protection contre les accidents qui pourraient affecter la réception et la transmission du signal. Les signaux RF conduits à travers le cuivre provoquent un échauffement du cuivre, de sorte que le ruban barrière en mica protège l’antenne contre la surchauffe qui peut provoquer une distorsion du signal. Le revêtement extérieur est fait d’un thermoplastique de polyéthylène flexible qui agit comme un ignifuge.
Comme la construction est très similaire, les câbles coaxiaux peuvent également être utilisés comme antennes coaxiales. Les antennes coaxiales présentent cependant quelques différences par rapport aux caractéristiques de base des câbles coaxiaux. L’onde de mode magnétique électrique transversal (TEM) qui est créée et se développe à l’intérieur de l’antenne rayonne vers l’extérieur, contrairement aux câbles coaxiaux standard. De petits espaces ou ouvertures dans le conducteur extérieur en cuivre de l’antenne peuvent créer le mécanisme de couplage entre l’intérieur de l’antenne et l’environnement extérieur à l’antenne coaxiale.
Les antennes peuvent être configurées en mode couplé ou en mode rayonnant. La taille, la position, la forme et la distance des ouvertures du conducteur déterminent les mécanismes de couplage de l’antenne coaxiale et les caractéristiques de rayonnement. Le mode couplé signifie que les ouvertures sont plus rapprochées que la fréquence de fonctionnement et que l’antenne fonctionne sur une large gamme de fréquences. Le mode rayonnant signifie que les ouvertures sont espacées à peu près de la même manière que la fréquence de fonctionnement et rayonnent avec la fréquence requise.