On appelle le système d'alimentation d'antenne ou alimentation d'antenne le câble ou conducteur, et d'autres équipements associés, qui permet de relier un émetteur d'ondes radioélectriques ou un récepteur radio à une antenne radio et rend les deux dispositifs compatibles... Dans un émetteur radio, l'émetteur génère un courant alternatif de fréquence radio, et le système d'alimentation achemine le courant vers l'antenne, qui convertit la puissance du courant en ondes radio. Dans un récepteur radio, les ondes radio entrantes excitent de minuscules courants alternatifs dans l'antenne, et le système d'alimentation transmet ce courant au récepteur, qui traite le signal reçu.
Pour transférer efficacement le courant de fréquence radio, la ligne d'alimentation reliant l'émetteur ou le récepteur à l'antenne doit être constitué avec un type de moyen technique spécial respectant les propriétés d'une ligne de transmission. Aux bandes de fréquences micro-ondes, on utilise souvent un guide d'ondes, qui est un tube métallique creux transportant des ondes radio. Dans une antenne parabolique, l'alimentation est généralement définie de manière à inclure l'antenne d'alimentation (cornet d'alimentation) qui émet ou reçoit les ondes radio. En particulier dans les émetteurs, le système d'alimentation est un composant essentiel qui participe à l'adaptation d'impédance de l'antenne, la ligne d'alimentation et l'émetteur. Pour ce faire, le système d'alimentation peut également inclure des circuits appelés dispositif d'accord d'antenne ou réseau d'adaptation d'impédance entre l'antenne et la ligne d'alimentation et entre la ligne d'alimentation et l'émetteur.. Sur une antenne, le point d'alimentation est le point de l'élément d'antenne piloté auquel la ligne d'alimentation est connectée.
Composants Dans un émetteur, l'alimentation de l'antenne est défini comme l'ensemble des composants entre l'amplificateur final de l'émetteur et le point d'alimentation de l'antenne. Dans un récepteur, il s'agit de l'ensemble des composants entre l'antenne et les bornes d'entrée du récepteur. Dans certains cas, tels que les antennes paraboliques, elle est également définie pour inclure l' ou le cornet d'alimentation.
Dans certains systèmes radiofréquences, l'antenne est fixée directement à l'émetteur ou au récepteur, comme les antennes fouet montées sur les talkies-walkies et les radios FM portables, les antennes dipôles à manche des routeurs Wi-Fi et les antennes à l'intérieur des téléphones cellulaires. Dans ce cas, le système d'alimentation consiste simplement en un circuit d'adaptation d'impédance (si nécessaire) entre l'antenne et l'émetteur ou le récepteur, qui adapte l'impédance de l'antenne à la radio.
Dans d'autres cas, l'antenne est installée séparément de l'émetteur ou du récepteur, comme les antennes de télévision et les antennes paraboliques montées sur les toits des résidences, les sur les antennes-relais de téléphonie mobile des stations de base cellulaires, les rotatives dans les aéroports et les tours d'antenne des stations de radio et des stations de télévision. Dans ce cas, l'antenne est reliée à l'émetteur ou au récepteur par un câble du type ligne d'alimentation. Pour transporter efficacement le courant radiofréquences (RF), la ligne d'alimentation est constituée d'un câble spécialisé appelé ligne de transmission. L'avantage de la ligne de transmission est qu'elle présente une impédance caractéristique uniforme afin d'éviter les variations brusques d'impédance qui entraînent la réflexion de l'énergie radioélectrique vers l'arrière de la ligne. Les principaux types de lignes de transmission sont les lignes à fils parallèles (ligne bifilaire ou Twin lead), les câbles coaxiaux et, pour les micro-ondes, les guides d'ondes.
Ligne d'alimentation
Dans une antenne, la ligne d'alimentation () est le câble ou autre ligne de transmission qui relie l'antenne à l'émetteur ou au récepteur radio. Dans une antenne émettrice, elle alimente le courant électrique radiofréquence (RF) de l'émetteur vers l'antenne, où il est émis sous forme d'ondes radios. Dans une antenne réceptrice, elle transfère la tension du signal RF induite dans l'antenne par l'onde radio reçue vers le récepteur.
En particulier avec une antenne d'émission, la ligne d'alimentation est un composant critique qui doit être ajusté pour fonctionner correctement avec l'antenne et l'émetteur. Chaque type de ligne de transmission possède une impédance caractéristique spécifique. Celle-ci doit être adaptée à l'impédance de l'antenne et de l'émetteur, afin de transférer efficacement la puissance à l'antenne. Si ces impédances ne sont pas adaptées, cela peut provoquer des ondes stationnaires sur la ligne d'alimentation, dans lesquelles l'énergie RF est réfléchie vers l'émetteur, ce qui gaspille de l'énergie et peut faire surchauffer l'émetteur. Ce réglage est effectué à l'aide d'un dispositif appelé syntoniseur d'antenne dans l'émetteur, et parfois d'un réseau d'adaptation au niveau de l'antenne. Le degré de désadaptation entre la ligne d'alimentation et l'antenne est mesuré par un appareil de mesure appelé (mesureur de taux d'ondes stationnaires), qui mesure au choix soit le taux d'ondes stationnaires ou soit le rapport d'ondes stationnaires (ROS ou ) sur la ligne.
{| class=wikitable style="text-align:center;" |+ Caractéristiques de câble de quelques types de lignes d'alimentation courantes ! Type decâble ! Impédance nominale () ! (% )
| Câble RF | 50 Ω |rowspan=2| 66% (ligne pleine)80% (ligne aérée)
| Câble vidéo | 75 Ω
| Ligne bifilaireligne ruban | 300 Ω | 82%
| window line | 450 Ω |rowspan=2| 95%~99%
| ladder lineligne filaire ouverte | 500~600 Ω
Ligne bifilaire ou twin-lead
Le câble bifilaire est utilisé pour connecter les radio FM et les récepteurs de télévision à leurs antennes, bien qu'il ait été largement remplacé dans cette dernière application par le câble coaxial, et comme ligne d'alimentation pour les émetteurs de faible puissance tels que les émetteurs de radio amateur. Il se compose de deux fils conducteurs parallèles l'un à l'autre avec un espacement constant, moulés dans du polyéthylène isolant dans un câble plat en forme de ruban. La distance entre les deux fils est faible par rapport à la longueur d'onde du signal RF transporté sur le fil. Le courant RF dans un fil est égal en amplitude et opposé en direction au courant RF sur l'autre fil. Ainsi, loin de la ligne, les ondes radio rayonnées par un fil seront opposées en phase et annuleront les ondes rayonnées par l'autre fil.
Pour la même raison, les fils jumelés sont également largement immunisés contre le et les interférences radioélectriques (RFI), tant que les deux fils sont maintenus à égale distance de tout objet métallique de grande taille ou d'autres fils parallèles. Toute onde radio externe indésirable induit des courants de même amplitude dans la même direction (en phase) sur les deux fils. Comme l'entrée du récepteur est équilibrée et ne répond qu'aux courants différentiels (opposés), les courants de bruit sont annulés.
Le câble bifilaire est communément reconnu comme un type de "ligne symétrique", mais il faut faire preuve de bon sens : tous les types de câblage, qu'il s'agisse de fils parallèles ou de câbles coaxiaux, peuvent transporter un courant équilibré, et tous peuvent transporter un courant déséquilibré, qui rayonnera. Pour cette raison, chaque type de ligne d'alimentation nécessite une certaine attention pour la rendre "équilibrée", et peut devenir "déséquilibrée" si elle est négligée ; tous doivent être alimentés par un courant équilibré et connectés à travers des baluns de type courant (ou "isolateurs de ligne") en quelques points le long de la ligne, pour éliminer le bruit apporté par le courant déséquilibré.
Câble coaxial vignette|Câble d'alimentation coaxial sortant d'une antenne ground plane VHF.
Le câble coaxial est probablement le type de ligne d'alimentation le plus répandu, utilisé pour les fréquences inférieures aux micro-ondes (SHF). Il se compose d'un conducteur central et d'un "blindage" métallique tressé ou solide, généralement en cuivre ou en aluminium, qui l'entoure. Le conducteur central est séparé du blindage extérieur par un diélectrique, généralement une mousse plastique, afin de maintenir la séparation entre les deux conducteurs à un niveau constant. Le blindage est recouvert d'une gaine isolante extérieure en plastique. Dans les câbles coaxiaux durs, utilisés pour les applications de transmission à haute puissance telles que les émetteurs de télévision, le blindage est un tuyau métallique rigide ou flexible contenant un gaz comprimé tel que l'azote, et le conducteur interne est maintenu centré à l'aide d'entretoises périodiques en plastique.
Le coaxial est appelé "ligne asymétrique", car le conducteur de blindage est généralement connecté à la masse électrique, mais les courants qui circulent le long du conducteur central sont équilibrés par des courants opposés qui parcourent la surface intérieure du blindage ; seul le courant qui circule sur la surface extérieure du blindage coaxial est réellement déséquilibré. Si ce courant peut être bloqué, le câble coaxial devient alors une "ligne symétrique". Le grand avantage du câble coaxial est que le conducteur de blindage qui l'entoure isole les courants internes du câble des champs électromagnétiques externes. Si les courants circulant sur la surface externe sont bloqués, le câble coaxial n'est pas affecté par les objets métalliques proches et est immunisé contre les interférences.
Guide d'ondes vignette|Alimentation complexe d'une antenne radar militaire par un guide d'ondes.
Le guide d'ondes est utilisé aux fréquences micro-ondes (SHF), pour lesquelles les autres types de lignes d'alimentation présentent des pertes de puissance excessives. Un guide d'ondes est un conducteur ou un tuyau métallique creux. Il peut avoir une section circulaire ou carrée. Les guides d'ondes sont parfois pressurisés avec de l'azote pour empêcher l'humidité d'y pénétrer. Par analogie, on peut considérer que le signal RF se déplace dans le guide de la même manière que le son se déplace dans un tube. Les parois métalliques l'empêchent de rayonner de l'énergie vers l'extérieur et empêchent également les interférences de pénétrer dans le guide d'ondes. En raison du coût et de la maintenance qu'implique un guide d'ondes, les antennes micro-ondes ont souvent uniquement l'étage de sortie de l'émetteur ou le du récepteur situé sur l'antenne, et le signal est acheminé vers ou depuis le reste de l'émetteur ou du récepteur à une fréquence plus basse, à l'aide d'un câble coaxial.
Un guide d'ondes est considéré comme une ligne de transmission asymétrique.
Adaptation d'impédance
Les bornes de sortie de l'émetteur, la ligne de transmission et l'antenne ont chacune une impédance caractéristique spécifique, qui est le rapport entre la tension électrique et le courant électrique aux bornes de l'appareil. Pour transférer une puissance maximale entre l'émetteur et l'antenne, l'émetteur et la ligne d'alimentation doivent être adaptés en impédance à l'antenne. Cela signifie que l'émetteur et l'antenne doivent avoir la même résistance et une réactance égale mais opposée. Si cette condition est remplie, l'antenne absorbera toute la puissance fournie par la ligne d'alimentation. Si les impédances à chaque extrémité de la ligne ne sont pas adaptées, cela provoquera une condition appelée "ondes stationnaires" (TOS élevé) sur la ligne d'alimentation, dans laquelle une partie de la puissance RF n'est pas rayonnée par l'antenne mais est réfléchie vers l'émetteur, ce qui gaspille de l'énergie et risque de faire surchauffer l'émetteur. La plupart des émetteurs ont une impédance de sortie standard de 50 ohm, conçue pour alimenter un câble coaxial de 50 ohm.