Les Antennes Radio
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Radioamateurs et antennes Sylvain Bocchieri Régis Fouquet Olivier Vaudelin F.I.M. Cachan 2002-2003 Présentation du radio-amateurisme z Les fréquences z les communications z quelques types d ’antennes HF z l ’adaptation des antennes F.I.M. Cachan 2002-2003 Les fréquences Bandes Hf : 3.5, 7 ,14, 21, 28 Mhz F.I.M. Cachan 2002-2003 Les types de communication z z z z z téléphonie (AM, FM, BLU) télégraphie télévision (balayage lent, classique) packet radio transmission via satellite radio-amateur F.I.M. Cachan 2002-2003 Les antennes … z z z z z large spectre de fréquences largeur de bande directivité ? espace disponible champ d ’experimentations F.I.M. Cachan 2002-2003 Les antennes filaires z Le doublet Avantage : grande simplicité inconvénients : Z= 73Ω - grande longueur,doit être suffisamment dégagée du sol - monobande Lobes de rayonnement en fonction de la longueur: F.I.M. Cachan 2002-2003 z Le multi-doublet Avantages du doublet - multibande - difficile d ’adaptation (interaction) F.I.M. Cachan 2002-2003 zL ’antenne W3DZZ Doublet à longueur adaptative: présence de circuits accordés présentant une forte impédance en dehors de leurs fréquences d ’accord W3DZZ= radioamateur américain concepteur de cette antenne F.I.M. Cachan 2002-2003 Les antennes verticales au sol (1) Z= 36Ω Le sol doit réagir comme le symétrique du brin vertical afin de former un doublet vertical avantages: - faible encombrement inconvénients: - nécessite un bon plan de sol celui-ci est remplacé par des radians (Ground Plane) - adaptation d ’impedance F.I.M. Cachan 2002-2003 zL ’antenne verticale au sol Un exemple d’utilisation d’un pylône élevé comme antenne verticale avantages: - Installation existante inconvénients: - Le rendement dépend en grande partie du plan de sol - Un dispositif d’adaptation d’impédance est à mettre en place F.I.M. Cachan 2002-2003 zL ’antenne Ground Plane Exemple d’antenne verticale à radians ( Ground Plane) Cette antenne à une longueur égale au quart de la longueur d’onde. Le plan de sol est artificiellement formé par les radians horizontaux également a lambda/4 Le rayonnement est omnidirectionnel F.I.M. Cachan 2002-2003 zL ’antenne verticale ½ onde L’antenne doit être éloigné du sol et de toute masse conductrice, le doublet vertical se comporte comme l’horizontal, seule la polarisation devient verticale. L’antenne doit être éloigné du sol et de toute masse conductrice, le doublet vertical se comporte comme l’horizontal, seule la polarisation devient verticale. F.I.M. Cachan 2002-2003 z La verticale multi-bandes avantages: - faible encombrement - multi-bandes inconvénients: - inconvénients de la verticale - rendement faible F.I.M. Cachan 2002-2003 Les antennes « magnétiques » z présentation avantages: - très faible encombrement - réalisable simplement inconvénients: - couplage sensible (b.passante) - valeur de résistance de rayonnement ( < 1Ω) antenne très directive F.I.M. Cachan 2002-2003 z Principe de fonctionnement Schéma équivalent Le gain est maximal lorsque l ’axe central de l ’antenne est perpendiculaire à l ’émetteur (tx) F.I.M. Cachan 2002-2003 z Résistance de rayonnement Calcul de la résistance de rayonnement: n = nombre de spires D = diamètre en m F = Fréquence en MHz z Rendement de la boucle RR = résistance de rayonnement en W Rp = résistance de perte en W n= nombre de spires, D: diamètre, d: diamètre fil F.I.M. Cachan 2002-2003 z Mise en oeuvre • RR(résistance de rayonnement) très faible résistances de pertes très importantes pour le rendement ⇒ augmenter ∅ du conducteur • compromis entre ∅ spire et résistance de rayonnement • adaptation d ’ impédance F.I.M. Cachan 2002-2003 z Facteur de qualité Q Xl en W (réactance inductive de la boucle) L inductance de a boucle en µH z Tension aux bornes du condensateur La tension (énorme) qui sera présente aux bornes de C sera dépendante du Q du circuit, de la puissance transmise et de la réactance de la boucle F.I.M. Cachan 2002-2003 z Pour tout public F.I.M. Cachan 2002-2003 Les coupleurs Q antenne symetrique vers coaxial asymétrique Q solution: le coupleur - c ’est généralement un auto-transformateur - appelé « balun » : balanced -unbalanced F.I.M. Cachan 2002-2003 Q principe: n spires en 4 = n spires en 2+2 F.I.M. Cachan 2002-2003 Q l ’adaptation d ’impédance Le rapport de transformation est égal au carré du rapport de spires ex : primaire symetrique =2 spires assymetrique = 4 rapport =(2/4)2 =1/4 F.I.M. Cachan 2002-2003 Conclusion z z z z Contourner les problemes d ’espace (habitat urbain) liste non exhaustive l ’antenne reste un domaine d ’expérimentation « pas de bonne station sans bonne antenne » F.I.M. Cachan 2002-2003
