Les paraboles prime focus et offset
		Petit aperçu : 
    	
    	C’est en discutant avec des OM QRV sur 1GHz 2 qu’il a été 
    	utile de faire le point sur les paraboles.
    	C’est en effet un aérien très utilisé en UHF et SHF. 
		
    	Les quelques notions suivantes paraîtront simplistes pour des OM connaissant 
    	et trafiquant déjà dans ces bandes, mais pour l’expérimentateur 
    	averti, de nombreux ouvrages sur les paraboles existent.
    	Nous ne décrirons alors que les principes de bases qui peuvent parfois 
    	être nécessaires pour la compréhension de ces éléments 
    	qui, rappelons le, deviennent de plus en plus fréquents dans notre entourage. 
    	
    	La fonction initiale d’une parabole est de la forme 
    	
    	y = a x² + b x + c
    	
    	ou :
    	
    	z/c² = x²/a² + y²/b²
    	
    	dans l’espace. 
    	
    	C’est aussi une conique (ou une quadrique pour son équivalent 
    	3D) dont les propriétés sont les suivantes :
    	
    	PQ+Qf = P’Q’+Q’f = constante = 2Of 
		
    	f étant le foyer de la parabole 
    	Of étant la distance focale de la parabole 
    	
    	
    	Cette propriété de la construction de la figure est intéressante 
    	puisque le trajet entre un point du plan pi et le foyer f est constant et 
    	égal à deux fois la distance focale après réflexion.
    	
    	
		
		
		
		
		Un rayon perpendiculaire à ce plan pi et parallèle à 
      	la droite directrice se reflétera sur la parabole et le rayon réfléchi 
      	passera par le foyer f. Comme cette distance (PQ+Qf=P’Q’+Q’f) 
      	est constante pour tout rayon issu de P appartenant à pi, il n’y 
      	aura pas de déphasage en f.
      	C’est la propriété qui nous intéresse le plus. 
      	
      	Les rayons sont concentrés en f, d’où un gain important. 
      	
      	
     	Remarquons au passage que ce gain est d’autant plus important que 
      	le diamètre de la parabole est élevé. 
      	En effet une surface effective plus importante concentre plus de rayons 
      	d’où un gain plus élevé. 
      	En règle générale, nous prendrons : 
      	
      	GdB=10log((πd/λ)²/2) 
      	
      	
      	d Diamètre de la parabole
      	λ Longueur d’onde
      	
      	Cette propriété est connue depuis longtemps, notamment en 
      	optique : paraboles de lampes de poches, phares de voitures etc…
      	Les radiotélescopes sont très souvent des réflecteurs 
      	paraboliques, ou des secteurs de paraboloïdes.
      	
      	Cette antenne offrant un gain important en réception, est aussi utilisée 
      	en émission. 
      	Elle est par contre très directive et doit offrir un tube d’onde 
      	de diamètre constant.
      	Ce n’est pas tout à fait vrai dans la pratique, où les 
      	irrégularités du réflecteur ne peuvent être éliminées.
      	Il existe aussi des phénomènes de diffraction sur les bords 
      	de la parabole.
      	
      	Les sociétés de télécommunications utilisent 
      	souvent ces antennes pour effectuer des faisceaux hertziens.
      	Pour des débits de 34Mbits/s, les fréquences atteignent l’ordre 
      	de 30 GHz, pour des bonds de 20Km.
      	Cette fréquence élevée permet des débits importants 
      	et des aériens dont leurs surfaces ne sont pas trop élevées. 
      	
      	
      	Voyons maintenant les relations liant les angles d’ouverture, le diamètre 
      	de la parabole et la fréquence d’émission. 
      	Pour ce qui est de l’angle d’ouverture de la parabole, on utilise 
      	très souvent la relation empirique suivante : 
      	
      	2.5 < d/Of < 2.7 
      	
      	Un des inconvénients majeurs est la présence de la source 
      	au centre de la parabole. 
      	Il fait en effet de l’ombre aux rayons émis.
      	
      	De plus il n’est pas tout à fait ponctuel, et dans l’absolu 
      	pas tout à fait sur la droite principale de l’aérien.
      	Les rayons qui se trouvent très prés de l’axe de la 
      	parabole se reflètent et sont renvoyés dans la source. 
      	
      	Si ce champ arrive en cette source en opposition de phase, il peut influer 
      	les émissions en cours.
      	La source primaire doit être placée à une distance Of 
      	du réflecteur pour que l’onde arrivant soit en phase.
      	
      	Nous prendrons la formule issue des équations de propagation de Maxwell 
      	et des propriétés de la parabole :
      	
      	Of = (2*k-1)λ/4
      	
      	Et :
      	
      	d = (2k-1)λsinφ/(1+cosφ) 
      	
      	φ = demi angle d’ouverture de la parabole
      	k = entier 
      	
      	Exemple : si φ=52° , k=28 et l=0.1m, nous obtenons d=2.68m et Of= 1.375m. 
      	
      	Pour des fréquences au-dessus de 3GHz, nous ne retiendrons pas cette 
      	condition car les réglages deviennent difficiles et le foyer peut 
      	être considéré comme lointain. 
      	
      	Ce type de parabole, avec la source sur l’axe principal est aussi 
      	appelé « Prime-focus », mais est rarement installé 
      	chez le particulier. 
      	Un autre type de parabole est très souvent utilisé : 
      	la parabole « offset ».
		
      	La parabole offset : 
      	
      	Le principe de concentration des rayons est toujours respecté pour 
      	la parabole offset : sa forme résulte de l’intersection 
      	d’un cône et d’un paraboloïde de révolution. 
      	
      	
		
		
		
		
      	Le foyer C est alors excentré. On élimine ainsi les problèmes 
      	dus au cône d’ombre créé par ce dernier.
		De plus, grâce à cette forme, l’axe de la parabole n’a 
		plus besoin d’être aligné avec l’émetteur 
		(satellite en général).
		La parabole peut être installée verticalement, ce qui évite 
		son remplissage d’eau de pluie ou de neige. 
		
		Pour les paraboles réceptrices du particulier, un « Low 
		Noise Converter » est placé au niveau du foyer. 
		Il amplifie le signal réfléchi sur la parabole et abaisse sa 
		fréquence autour du Ghz, pour le déport câble vers le 
		récepteur. 
	
		Pour l’utilisation en émission, il faudra bien sur tenir compte 
		de l’angle de déviation. 
		Les installations militaires ou radio TV préfèrent en général 
		utiliser des paraboles prime focus pour leurs liaisons. 
		
		Un peu d’info… 
		
		Suite à ces quelques notions sur les paraboloïdes elliptiques(H.I.), 
		je me suis plongé pendant quelques heures sur la conception d’un 
		petit utilitaire informatique. 
		En donnant λ, φ et k, ce dernier me donne l’allure d’une parabole 
		prime focus en 3D (s’il vous plait…). 
	
		Il permet aussi la rotation en 3D de la courbe, bien pratique pour ce faire 
		une vision d’ensemble (Il permet le tracé de n’importe 
		quelles courbes mathématiques par ailleurs).
		
		
		
		
		
	
		Il me reste tout de même à l’améliorer encore un 
		peu pour qu’il puisse me donner l’allure d’une offset.
		
		
		
			
		
		
		Ce petit programme en C permet aussi d’obtenir une bonne série 
		de points.
		Ils peuvent être imprimés sur un support papier, et utilisés 
		par l’amateur pour une éventuelle conception d’un réflecteur.
	
		
		Ils peuvent aussi être transférés vers un outil à 
		commande numérique pour l’usinage d’un moule en polystyrène 
		par exemple. 
		Pour les amateurs, de nombreuses techniques existent pour concevoir le moule.
	
		Il faut très souvent s’armer de patience.