HAUTEUR D UNE ANTENNE AU-DESSUS DU SOL

par **14RC126** Dim 16 Jan - 23:09

La hauteur idéale d'une antenne dipôle au-dessus du sol est une demi-longueur d'onde (λ/2).
En réalité, disons 105% d'une demi-longueur d'onde (λ), parce que l"énergie RF voyage un peu plus lentement (d'environ 5%) sur l'antenne, alors que l'énergie RF entre l'antenne et le sol voyage plus vite (à 100% de la vitesse de la lumière, soit 299,7925 mètres/seconde).

Il faut donc augmenter la hauteur de 5% pour laisser le temps à l’énergie RF de compléter un cycle complet sur l'antenne, et d'amorcer un nouveau cycle.

À cette hauteur (ajustée pour compenser pour le retard de l'énergie RF qui voyage sur l'antenne), la petite quantité d'énergie RF reflétée par le sol revient en phase avec le début d'un cycle de voltage RF sur l'antenne - et s'ajoute à ce dernier.
Le tableau ci-dessous indique les hauteurs à privilégier au-dessus du sol.

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Incidemment, l'impédance d'un dipôle à cette hauteur est d'environ 70-73 ohms.

Si vous désirez calculer la hauteur d'un dipôle pour d'autres fréquences que celles données dans le tableau, voici la formule à utiliser:

((299,7925 / 2) / f (MHz)) x 1.05 = hauteur en mètres

Notez qu'un dipôle donnera encore de très bons résultats, même s'il est installé à une hauteur moindre que la hauteur idéale.
Comme je l'ai mentionné précédemment, une antenne doublet installée à environ 0,13 λ au-dessus du sol aura une impédance autour de 50 ohms. Son patron de radiation sera divisé en de multiples lobes au lieu d'être uniforme. Seuls les puristes y verront une différence!

par **14RC126** Dim 3 Mar - 7:52

pour exemple antenne Verticale I Max une 5/8 à 15m de haut afin de contrôler le gain annoncé par le constructeur pour 5,1dbd.
Le constructeur s'est basé sur des mesure fantaisiste réalisées sur sol parfait (eau de mer) à la hauteur idéale comme d'habitude.
Pour rappel le dbi est une unité par rapport à une antenne imaginaire le db a prendre en considération ets le DBd (gain par rapport à un dipôle 1/2 onde) pour convertir le dbi en dbd c'est dbi-2,15 = dbd donc 7dbi c'est en réalité 7 - 2,15 = 4,85dbd
D’après la simulation sur terre réelle il reste à mon copain environ 1,71dbd réel .
Simulation d'une 5/8 a différentes hauteurs afin d'en mesurer le gain réel mais surtout son angle de départ sur l'horizon.

Dans la réalité, bon nombre d'amateur de radio n'ont pas cette chance et installent leurs antennes sur le toit du qra ou sur un mat ou pylône dans le jardin, dans ce cas il faut être extrêmement attentif à la hauteur de l'antenne car 1 ou 2m de différence semblent (si on se fie aux programmes de simulations) avoir un effet dévastateur sur le rendement de votre antenne;

effectuées sur une 5/8

hauteur sol                     DBi                                     angle de départ

10cm                            2,26                                      15,9°
2m                               3,01     43,4
3m                               3,37                                       39°
5m                               3,86                                       31,8°
7m                               3,62                                       26,6°
10m                             3,2                                         44,6°
11m                             3,54                                       41,4°
12m                             3,71                                       38,7°
13m                             3,76                                       36,3°
14m                             3,77                                       34°
15m                             3,85                                      6,8°
18m                             4,17                                       6.0°
20m                             4.32                                       5.6°

Legende   gras italique = mauvaise hauteur pour le dx long skip
souligné = bonne hauteur pour le dx short skip

Quand on sait que le grand dx (intercontinental) exige des angles de départs tres bas sur l'horizon pour profiter d'un plus grand bon dans l'éther , angle inférieur à 20 - 25 degrés, on a vite compris qu'on à intérêt à placer sa 5/8 au sol ou alors a 15m minimum, il est à noter qu'à 15m on profite également d'un lobe secondaire a environ 30° qui peut être intéressant pour le short skip ( contacts européens)

par **14RC126** Dim 3 Mar - 7:55

une 1/2 onde

Voici la simu demi onde

hauteur sol                                dbi                                angle de départ

10cm                                       0,38                                20,3°
2m                                           1,4                                 15,6°
3m                                           1,6                                 14,1°
4m                                           1,6                                 13°
5m                                           1,75                              40,4°
7m                                            2,7                                32,9°
10m                                          3,09                                9,4°
11m                                           3,31                               9.0
12m                                           3,54                               8,6°
13m                                           3,78                               8,2°
14m                                           3,98                               7,8°
15m                                           4,14                               7,5°
18m                                           4,57                               6,6°
20m                                           4,83                               6,1°

Legende gras italique = mauvaise hauteur pour le dx long skip
souligné = bonne hauteur pour le dx short skip

La simulation à l'aide du logiciel mmana semble démontrer qu'une verticale demi onde permet beaucoup plus de liberté sur la hauteur par rapport au sol qu'une 5/8 d'onde si on en juge par le nombre de hauteur surlignée (favorable au grand DX)

La différence de gain en faveur de la 5/8 est plus marquée sur petites hauteurs proche du sol que sur les plus grande hauteur du sol

une fois de plus le gain n'est pas le facteur prépondérant: prenons par exemple la ligne 10m de hauteur et comparons la 5/8 et la demi onde, il serait tentant de dire moi je préfère la 5/8 elle génère 3,20dbi tandis que la 1/2 ne génère que 3,09dbi mais il faut tenir compte de l'élévation car les 3,20dbi de la 5/8 sont envoyé à 44,6° donc dans le ciel et une grosse majorité de cette puissance HF est perdue tandis que la 1/2 génère 3,09dbi mais à 9,4° donc dans un angle de départ extrêmement favorable au grand dx .

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