Utiliser des bobines à induction pour réaliser une antenne dipôle raccourcie

par **Mhz** Dim 16 Jan - 23:16

Utiliser des bobines à induction pour réaliser une antenne dipôle raccourcie physiquement est, à mon avis, la pire technique à employer! Ce n'est pas que l'antenne est inutilisable. Elle peut l'être... si on accepte de vivre avec ce qu'elle ne peut pas offrir.

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Bobine à induction pour antenne raccourcie

L'antenne à bobines à induction peut décevoir amèrement le radioamateur qui ne sait pas comment elle fonctionne et quelles en sont les limites.
Il existe une autre solution, beaucoup plus efficace, pour raccourcir une antenne de type dipôle
Sans elle, je ne tenterais pas de vous dissuader aussi énergiquement d'utiliser une antenne à bobines!
Les fabricants profitent d'un manque de connaissance chez certains radioamateurs pour taire la grande faiblesse d'une antenne dipôle qui aura été physiquement raccourcie à l'aide de bobines d'induction.

À cette fin, les fabricants entretiennent un flou intentionnel sur les caractéristiques réelles.
Le résultat est qu'une antenne raccourcie à l'aide de bobines d'induction ne répondra généralement pas aux attentes légitimes des radioamateurs qui auront cru aux performances insinuées par les fabricants.

Éventuellement, les radioamateurs, qui auront installé une antenne à bobines, se plaindront de ne pas pouvoir "entendre" des stations qu'un autre radioamateur, à peine quelques kilomètres plus loin, reçoit très bien avec son antenne dipôle résonante à la même fréquence.
À cause de la proximité des deux stations qui se comparent, les conditions de propagation ne peuvent être la cause de cette différence marquée de performance en mode réception.
Or, le radioamateur voisin n'a pas de difficulté à recevoir les faibles signaux des stations lointaines parce que son antenne dipôle, installée à la même hauteur et orientée de la même façon, est :

d'une pleine demi-longueur d'onde;
ou raccourcie par induction linéaire

Voici l'explication qui s'impose.

par **Mhz** Dim 16 Jan - 23:18

La technique

Utiliser des bobines à induction pour réaliser une antenne dipôle raccourcie Antenne-dipole-raccourcie-avec-bobines-induction

Une antenne dipôle, demi-longueur d'onde, de dimension normale, peut être raccourcie à l'aide de bobines d'induction - tout en demeurant résonante électriquement à la même fréquence que sa "grande soeur" qui est pleine longueur sur une demi-longueur d'onde.

Les bobines servent à introduire une inductance qui remplacera la longueur de fil qui aura été soustraite de l'antenne.

Cela permettra d'installer une antenne dipôle résonante à une fréquence donnée dans moins d'espace qu'exigerait une antenne dipôle pleine longueur et résonante à la même fréquence.

Mais cette technique comporte des compromis qui affecteront la performance.
En effet, la bobine d'induction introduit de la réactance qui occasionnera une perte de signal.

En mode transmission, la majorité de l'énergie sera irradiée, mais pas toute l'énergie. Cette perte aura généralement peu de conséquences dans le cours normal des opérations. Le radioamateur réussira à se "faire entendre" la plupart du temps. Suffisamment souvent, en tout cas, pour que l'antenne demeure acceptable, en ce qui le concerne.
En mode réception, la situation devient très différente.

En effet, la perte d'énergie RF occasionnée par les bobines d'induction s'ajoute à la perte d'énergie attribuable à la petite dimension de l'antenne, par rapport à la longueur d'onde réelle.

L'antenne raccourcie capte ainsi moins d'énergie RF que sa "grande soeur"!

Ces deux pertes empêcheront souvent le radioamateur d'entendre les stations distantes qui répondront à son appel CQ!
Les quelques faibles microvolts d'énergie RF, que l'antenne dipôle raccourcie à l'aide de bobines d'induction aura réussi à capter, péniblement, seront sacrifiés en chaleur dans les bobines d'induction!
Le résultat: un silence déconcertant se manifestera trop souvent.

Voilà une situation difficile, déplorable et décevante que le radioamateur averti n'aura pas à subir.

par **Mhz** Dim 16 Jan - 23:19

Les facteurs distinctifs d'une antenne dipôle raccourcie

Voici une courte liste des principaux facteurs à considérer lorsqu'on construit - ou achète - une antenne raccourcie à l'aide de bobines d'induction.

La position des bobines d'induction sur l'antenne est critique. Plus elles sont installées près des extrémités de l'antenne dipôle, plus elles deviendront impossibles à réaliser, tant leur dimension devra être grande. La dimension devient infiniment grande aux extrémités éloignées du centre.
Les bobines d’induction doivent donc être installées entre le centre et les extrémités du dipôle.
Voici où les choses se corsent ! Plus le dipôle est physiquement raccourci par rapport à la dimension normale d’une demi-longueur d’onde, plus les bobines devront contribuer de l’inductance. Or, plus l’inductance est grande, plus la réactance sera grande... et plus les pertes d’énergie RF seront grandes !

En guise d'exemple, le tableau ci-dessous donne les dimensions approximatives des bobines d'induction pour une antenne qui sera physiquement 50% plus petite qu'une antenne dipôle normale demi-longueur d'onde.

Les fréquences et dimensions de bobines, dans le tableau, ont été arbitrairement choisies simplement pour illustrer.

Utiliser des bobines à induction pour réaliser une antenne dipôle raccourcie Dimensions-bobines-induction-pour-antenne-dipole-raccourcie

Il est préférable d'utiliser des bobines dont le coeur est principalement constitué d'air libre.
Les supports pour le fil des bobines devraient être de matière isolante (verre, plastique, ABS, PVC) et le moins volumineux possible (tiges ou cylindre vide).
Utilisez du fil de cuivre au moins #14 ou #12. Du tube de cuivre un peu plus gros est encore mieux. Plus le fil conducteur est gros, moins grande sera la résistance. Celle-ci est une source de pertes, car elle transforme une partie de l'énergie RF en chaleur.
Idéalement, les bobines devraient être aussi longues que larges (dont le diamètre sera aussi grand que la longueur).
Essayez de protéger les bobines contre les intempéries, surtout la neige et la glace! Elles peuvent tolérer la pluie, si les spires sont bien espacées et si l'eau ne peut pas s'accumuler entre les spires.
Évitez de trop serrer les spires des cylindres parce que cela augmente les pertes de signal.
Finalement, les bobines sont responsables de la majorité du facteur de qualité ("Q") de l'antenne. Donc, une antenne dipôle raccourcie à l'aide de bobines d'induction vibrera sur (répondra à) une plus étroite bande de fréquences (à un ROS inférieur à 2:1 autour de sa fréquence de résonance) qu'une antenne dipôle pleine longueur sur une demie longueur d'onde.

En d'autres mots, le facteur de qualité élevé ("Q") d'une antenne dipôle, raccourcie à l'aide de bobines d'induction, limitera son utilité à un usage "monobande", sur une très étroite bande de fréquences de celle-ci.

Pour ceux d'entre vous qui désirent déterminer les dimensions des bobines d'induction pour une antenne donnée, résonante à une fréquence donnée, vous trouverez les informations complètes sur cette page.
Bien entendu, tenez compte des facteurs distinctifs, énumérées ci-dessus, lorsque vous planifierez l’achat d’une antenne dipôle raccourcie à l’aide de bobines d’induction — si vous choisissez de ne pas en construire une.

En résumé :

Plus le dipôle « à bobines » sera physiquement raccourci par rapport à la dimension normale d’une demi-longueur d’onde, plus son rendement sera décevant !

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