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Propos sur les antennes Charles. Guilbert F3LG Radio Ref mars et avril 1966 Nou

Propos sur les antennes Charles. Guilbert F3LG Radio Ref mars et avril 1966 Nous recevons toujours beaucoup de demandes de renseignements concernant les antennes et de ce courrier, il ressort que les difficultés rencontrées par certains OM ne dépendent que de l’absence ou d’une mauvaise interprétation de certaines notions de base. Souvent l’installation d’une seule antenne n’est pas sans poser de problèmes. Aussi, tout amateur souhaite-t-il que cette antenne soit capable d’un fonctionnement MULTI-BANDE. De plus, se pose la question du trajet de la ligne de transmission entre l’émetteur et l’antenne, ce trajet devant parfois emprunter des cheminées inutilisées, ou d’autres conduits. En ce genre de cas, la possibilité d’emploi d’un câble coaxial peut sembler avantageuse, et l’on songe alors à la formule de l’antenne multi-bande à « circuits bouchons » (nommés « trap circuits » dans la littérature anglo-saxonne, mais ce qui n’autorise pas pour autant l’appellation « trappes » en notre langue !) avec alimentation par câble coaxial. A cette solution on peut reprocher le branchement d’un câble asymétrique à une antenne symétrique (comme pour toute autre liaison entre un câble coaxial et une antenne doublet), cela rendant l’ensemble « boiteux ». Par ailleurs, si nous nous reportons à des données relatives à l’antenne W3DZZ, publiées dans Radio-REF de novembre 1962 pages 702à 704, nous lisons la conclusion suivante : « La solution multi-bande la meilleure consiste à employer des feeders accordés et un coupleurs. » Que le problème de l’antenne multi-bande soit pris de n’importe quelle manière, on revient fatalement à la ligne accordée, c'est-à-dire aux antennes Lévy et Zeppelin. Il ne s’agit pas d’un sacrifice consenti à la fonction multi-bande, mais bien au contraire, d’un aboutissement logique à l’une des meilleures solutions. Des questions qui nous sont souvent posées, il ressort que beaucoup sont embarrassées sur deux point principaux : a) Les longueurs de l’antenne et de la ligne, b) l’accord de cette dernière, au moyen du système de couplage approprié. Dans ce dernier domaine, les meilleurs procédés sont généralement les plus simples (bien qu’irréprochables sur le plan technique), comme nous le verrons plus loin. L’ANTENNE LEVY On sait que l’antenne Lévy est un aérien formé d’un dipôle alimenté en sa coupure médiane, au moyen d’une ligne accordée (fig.1). L’antenne Lévy se compose d’une partie rayonnante AB + EF et d’une ligne à ondes stationnaires BC, ED. Par habitude, on a parfois pensé qu’il était nécessaire de calculer la longueur de a partie rayonnant AF et de respecter pour elle certains valeurs précises. Remarquons que, toujours par « habitude », on croit qu’il est indispensable de trouver aux points B et E, un ventre ou des nœuds d’intensité. Cette idée est fausse pour l’antenne Lévy. De même, étant entendu que la ligne CB, DE, travaille en ondes stationnaires, on nous a demandé comment des ondes « immobiles » pouvaient transporter une puissance HF de l’émetteur à l’antenne… En ce qui concerne le caractère « stationnaire », il suffit de comprendre que l’onde d’aller se réfléchissant aux extrémités de l’antenne en A et F, forme une onde de retour, laquelle rencontre alors les courants HF d’aller, tantôt en phase, tantôt en opposition de phase. Le « retard » de l’onde de retour par rapport à l’onde d’aller étant fixe (pour une fréquence donnée) à partir des extrémités A et F, les points de rencontre en phase et en opposition de phase ne changent pas de place. Mais cette immobilité n’est qu’une apparence, tout comme n’est qu’apparence, au cinéma, l’immobilité des rayons de roues de véhicules (ou leur rotation en sens inverse), cela étant ici qu’un effet stroboscopique, comme chacun le sait. D’autre part, l’onde d’aller transporte une puissance HF. Or, si le parallélisme des conducteurs CB et DE annule le rayonnement, il n’en va pas de même sur les section BA et EF (dites parties rayonnantes de l’antenne) où une certaine puissance HF quitte l’aérien et n’est pas réfléchie en A et F. Dans la ligne de transmission, l’onde de retour est donc toujours plus faible que l’onde d’aller, et c’est ) la différence entre elles, que correspond la puissance rayonnée par l’antenne. Nous avons dit que l’idée de la nécessité d’un calcul de la longueur de la partie rayonnante et de celle de la ligne de transmission d’une antenne Lévy était fausse. Cette opinion ne nous est pas personnelle. Depuis bon nombre d’années, il a suffit d’ouvrir les éditions successives de Radio Amateur’s Handbook ARRL au chapitre « Multiband antennas – Antennas for restricted space », pour y lire : « Si l’espace disponible pour l’antenne n’est pas suffisant pour « accepter » la longueur de fil d’une demi-onde à la plus petite des fréquences d’émission prévues, un fonctionnement tout à fait satisfaisant est possible, en utilisant une antenne plus courte, et en reportant sur les feeders, la longueur du fil manquant à l’antenne…. » « Les feeders accordés sont obligatoires dans un tel système d’antenne… » « N’importe qu’elle longueur de feeders peut convenir… » Une bonne manière de concevoir l’antenne Lévy est de partir d’une ligne du type « fil de Lecher » (fig.2) A’C, F’ D. On sait que sur cette ligne, on peut « inscrire » divers régimes d’ondes stationnaires. Les deux fils étant parallèles. Il annulent mutuellement leur rayonnement. Rabattons les parties A’B et F’E en AB et FE ; la « partie ouverte’ AF va rayonner. Mais il est nécessaire qu’elle ne soit pas ridiculement petite devant la longueur d’onde ; la pratique montre qu’il est suffisant de donner à AF, une longueur égale au quart de la longueur d’onde d’amission, pour que le comportement de l’antenne ne laisse rien à désirer. L’antenne Lévy doit être « vue » comme une ligne à ondes stationnaires dont on a ouvert la partie AF, afin qu’elle rayonne. Pour la bande 80m, il suffit ainsi de disposer d’un espace de 20m seulement, et nous ne comptons pas ceux qui n’auraient jamais trafiqué sur la bande 3,5 MHz (ou qui ne l’auraient fait qu’avec des moyens de fortune), si nous ne leur avions indiqué cette très bonne solution de l’antenne Lévy raccourcie. A propos de la ligne, l’appellation « ligne 600 ohms » parfois employée, doit être absolument rejetée. Que la ligne présente une impédance caractéristique de 600 ohms, peu importe… pour toute ligne, une impédance caractéristique est calculable, mais celle-ci est chose totalement différente de l’impédance (tout court) et, des confusions de montrant fréquentes, nous donnerons, à ce propos, divers éclaircissements en terminant cet article, afin de ne pas ouvrir ici une trop longue parenthèse. L’idée des « 600 ohms » est nuisible, parce qu’elle fausse les raisonnements en introduisant le souci d’une adaptation d’impédances à satisfaire, entre la ligne et l’antenne, adaptation qu’on évoque… sans rien préciser… ce qui serait d’ailleurs difficile, puisqu’il n’y a rien à adapter dans le cas de l’antenne Lévy ! Pour que cette idée des « 600 ohms » soit valable, il faudrait avoir affaire à une antenne demi- onde (et monobande) munie d’une « delta » d’adaptation, amenant son impédance (tout court à 600 ohms au point de raccordement avec l’impédance caractéristique de 600 ohms de la ligne, laquelle travaillerait alors en ondes progressives et pourrait avoir une longueur quelconque. L’hypothèse d’une rupture d’impédance au point de jonction ligne-antenne, n’est pas à retenir non plus car si l’on cite l’impédance caractéristique 600 ohms de la ligne, cela ne vaut qu’en présence d’ondes progressives… ce qui n’est pas le cas, puisque nous savons que la ligne travaille en ondes stationnaires et que sa longueur n’est pas indifférente. En réalité, la ligne travaillant en ondes stationnaires et la distribution de celles-ci se poursuivant de l’antenne jusque sur la ligne, l’impédance (tout court ! … ne pas confondre avec l’impédance caractéristique !) aux points B et E est tout simplement la même, du côté de l’antenne comme de celui de la ligne. Si nous revenons à la conception de l’antenne Lévy que nous avons exposée par la figure 2, rien ne nous empêche de continuer d’écarter les fils de la ligne initiale et d’arriver à leur complète extension ( fig.3). Joignons les points C et D par un conducteur, et couplons un « grid-dip » en ce point. La longueur de AF sera facilement contrôlable (ainsi que d’autres mode de vibration, comme nous ne manquerons pas de le voir). Si l’on « déplieé l’antenne Lévy, on comprend comment il est permis d’inscrire un régime d’ondes stationnaires sur toue sa longueur. Mais, remplaçons le fil CD par une bobine sur laquelle nous prendrons un nombre de tours croissant : à chaque fois, la longueur d’onde mesurée augmentera. L’introduction d’une bobine réglable en CD offre ainsi un moyen d’accorder l’antenne. Cependant, on pourrait reprocher à ce procédé d’allongement artificiel de l’aérien, ses sautes brusques au passage d’une spire de la bobine à la suivante. De part et d’autre de la bobine L (fig. 4), plaçons deux condensateurs variables CV1 et CV2 (identiques afin de pouvoir les maintenir aisément à égalité) ; uploads/Litterature/ propos-sur-les-antennes-levy.pdf