Pourquoi les antennes paraboliques sont-elles concaves ? La physique des réflecteurs paraboliques
La forme concave (parabolique) d'une antenne satellite n'est pas esthétique — c'est de l'optique de précision pour ondes radio. Elle concentre les signaux faibles d'un satellite à 36 000 km sur un minuscule feedhorn. Voici comment.
La géométrie : Propriété parabole
Une parabole reflète tous les rayons parallèles entrants vers un unique foyer. Les satellites sont si loin que leurs signaux arrivent comme ondes parallèles. L'antenne les collecte sur son ouverture (60–120 cm) et concentre l'énergie au foyer.
Parcours du signal
- Satellite émet ~20–50 W étalés sur continent.
- Front d'onde frappe antenne — rayons parallèles sur surface.
- Réflexion : Chaque rayon rebondit angle incidence = angle réflexion → converge au foyer.
- Feedhorn au foyer capture signal concentré (efficacité ouverture ~60–70 %).
- LNB (Low-Noise Block) derrière feedhorn : amplifie (50–60 dB), abaisse fréquence (Ku-band 10,7–12,75 GHz → bande L 950–2150 MHz), envoie via coax au décodeur.
Pourquoi pas plat ? (Comparatif gain)
| Type antenne | Gain (dBi) @ 12 GHz | Taille antenne équivalente |
|---|---|---|
| Isotrope (point théorique) | 0 | — |
| Plaque plate (même surface que 60 cm) | ~15 | — |
| Antenne parabolique 60 cm | ~35 | 20 dB de plus = 100× puissance |
| Antenne parabolique 1,2 m | ~41 | 100× plus que 60 cm |
Sans la courbe parabolique, il faudrait un panneau plat 100× plus grand pour même signal.
Foyer décentré (Offset) vs Foyer principal (Prime Focus)
- Prime Focus (Symétrique) : Feed au centre. Bloque 5–10 % ouverture. Utilisé grandes stations terriennes.
- Offset (Asymétrique) — Antennes maison : Feed en bas du bord. Pas d'ombre, pluie/neige glisse, fixation mur/poteau facile. La courbe est une section d'une parabole plus grande.
Implications pratiques
- Alignement critique : Erreur 0,1° = perte 3–6 dB. Utilisez mesureur signal, pas « ça a l'air pointé ».
- Précision surface : Bosses/déformations > λ/16 (~2 mm à 12 GHz) diffusent signal. Ne vous appuyez pas sur l'antenne.
- Neige/glace : Change forme → perte. Antennes chauffées existent climats rudes.
- Multi-sat (DiSEqC) : Une antenne peut viser 2–3 satellites si espacés ≤6° (ex. 101°/110°/119°) — réseau feedhorns au plan focal.
Fait amusant
La même math concentre la lumière dans lampes torches, phares auto, fours solaires, miroirs télescopes. Une antenne satellite est juste un radiotélescope pour votre salon.