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LES ANTENNES
Dans une antenne la tension et l'intensité varient tout le long du brin rayonnant. Quand l'une est au maximum l'autre est au minimum. Le bilan énergétique est le même sur l'élément résonnant.
L'impédance Z=U/I varie elle aussi tout le long du fil. L'impédance est la résistance qu'oppose un conducteur ou un circuit au passage d'un signal variable.
I- Antenne dipôle demi-onde (ou lambda/2).
L'intensité est au maximum au centre et est nulle aux extrémités. La tension est maximale aux extrémités et nulle au centre. Il faut donc mettre plusieurs isolateurs en série aux extrémités car il a plusieurs centaines de volts. L'impédance d'un dipôle demi-onde est de 73 Ohms. Voir en dernière page dans "génés d'impédance" le croquis 2.
Calcul de la longueur du brin rayonnant du doublet demi-onde: Lm=(0.95.lambda)/2 soit (142,5)/F. F étant la fréquence, et lambda vaut 300.10^8 m/s (vitesse de la lumière dans le vide) divisée par cette fréquence.
II- Antenne verticale ou G.P. (Ground Plane)
L'impédance à la base est égale à 36 Ohms. Le courant est maximal à la base, avec une impédance à la base de 36 Ohms avec un plan de sol perpendiculaire à l'antenne. Sur une hauteur (toiture) on génère un plan de sol artificiel par des radians.
Calcul de la longueur des radians d'une Ground Plane: L = (71,5)/F. L'avantage de ce type d'antenne est un faible angle de rayonnement dans le plan vertical. Voir en dernière page dans "génés d'impédance" le croquis 3.
III- Longueur du brin rayonnant pour une antenne monobande:
L = (0,95).lambda/4 où L est en mètres. La valeur 0,95 est appelée coefficient de vélocité dans l'air (égale à 1 dans le vide).Dans une antenne dite multibande des circuits {L,C} accordés augmentent la longueur. L'antenne sera donc un peu moins longue qu'une monobande. On peut augmenter ou réduire l'impédance d'une antenne en abaissant les radians au dessous de l'horizontale (orthogonalité radiale). Voir en dernière page dans "génés d'impédance" le croquis 4.
IV- Adaptation des impédances
.Pour la ligne dite "Quart de lambda" ou multiple IMPAIR du quart de lambda: Z(ligne)=racine carrée(Z ligne*Z émetteur).
Dans un câble coaxial la longueur L en m vaut (49,5)/F en MHz. Dans le cas d'une paire torsadée ou "twin-lead", l'impédance est de 300 Ohms et la longueur vaut (61,5)/F, F en MHz.
.Ligne demi-lambda ou multiple PAIR de lambda/2: dans ce cas l'impédance de l'antenne Za est égale à Ze (émetteur), l'impédance de la ligne Zl étant sans importance.
V- Ondes stationnaires
Selon le système R.k;T.P., où R=Ros, k (nombre abstrait, sans unité), Tos, et Puissance réfléchie.
V-1 R.O.S. (Rapport d'Ondes Stationnaires) ou en anglais S.W.R. (Standing Waves Ratio):
Soit Za, impédance de l'antenne et Ze, impédance de l'émetteur. On obtient le rapport R.O.S.=Za/Ze ou Ze/Za (le numérateur doit TOUJOURS être supérieur au dénominateur, le R.O.S.> ou égal à 1!).
V-2 k, coefficient de réflection:
k=(R.O.S.-1)/(R.O.S.+1)
V-3 T.O.S., Taux d'Ondes Stationnaires:
Parfois appelé P.O.S., Pourcentage d'Ondes Stationnaires. Le T.O.S.(%) est égal à 100.k. Notons que dans le langage courant, on dit à tort le T.O.S. à la place du R.O.S.!
V-4 Puissance réfléchie:
Calculé en pourcentage de la puissance incidente (F.W.D. ou "Forward Wave Direct" sur les appareils de mesure). Le R.O.S. est calculé à partir du T.O.S. selon la formule R.O.S.=(1+T.O.S.)/(1-T.O.S.).
Si l'on désire calculer le R.O.S. en connaissant les puissances incidentes et réfléchies, le R.O.S. vaut(racine carrée de PI)+(racine carrée de PR) divisé par (racine carrée de PI)-(racine carrée de PR), où PI est la puissance incidente et PR la puissance réfléchie. Il est à noter qu'un R.O.S. infini résulte d'une dispersion potentielle égale à PI et à PR. Ces puissances sont exprimées en Watts.
V-5 Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente (P.I.R.E.) ou E.R.P. en anglais (Effective Radiated Power):
Cette puissance, chiffrée également en Watts, est la puissance rayonnée en tenant compte du gain de l'antenne. Il faut passer par la formule G=10.log(P.I.R.E./P réelle) pour trouver le gain de l'antenne, ou 10^x pour retrouver la P.I.R.E..
V-6 Puissance d'émission chiffrée en dBm (ou dB milli):
Connaissant la puissance quelconque d'un émetteur on convertit celle-ci en milliwatts (1 Watt = 1000 milliwatts). On en tire le logarithme décimal (soit 3). Ce qui donne 3 Bels ou, en décibels, 30 dBm. On ajoute le "m" après le signe dB car on le calcule à partir des milliwatts.
V-7 Impédances d'antennes couplées en parallèle:
Lorsque deux antennes sont couplées en parallèle, l'impédance résultante est égale à la moitié de l'impédance d'une seule antenne. Toutes les antennes doivent avoir la même impédance. Le gain qui en résulte est alors égal à G=xdB pour une seule antenne, G=xdB+3dB pour deux antennes, G=xdB+6dB pour quatre antennes. Le gain est majoré de 3 dB à chaque fois que le nombre d'antennes est doublé (toutes les antennes doivent être appariées). Voir le croquis dans la page "Génés d'impédance".
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