LES ANTENNES À PLAN RÉFLECTEUR

par **Mhz** Mer 13 Déc - 21:11

Très souvent, des éléments rayonnants sont présents à proximité d’une ou de plusieurs surfaces conductrices. Si le plan réflecteur est un plan parfait, par exemple, une surface de dimensions considérables, le plan réflecteur ne peut être traversé. L’énergie électromagnétique est renvoyée dans la partie de l’espace d’où elle provenait. La figure n° 1 illustre le cas le plus fréquent : l’Antenne verticale au sol. On peut supprimer le plan réflecteur (dans la figure n° 1 : la TERRE),
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Figure 1 : Antenne verticale au sol.

et remplacer l’image réelle, par son image virtuelle. Son conducteur doit être symétrique, et de même longueur Les courants réel et virtuel (flèches rouges, sur la figure n° 2)

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Figure 2 : Application du “principe des images”.

sont orientés dans le même sens, qui varie à chaque alternance. Ces considérations permettent de comparer l’antenne verticale au sol à un doublet au-dessus du sol de hauteur double, donc équivalent à un doublet de longueur 2 H. La répartition du courant est très proche de l’enveloppe d’une sinusoïde, et ceci, d’autant plus que le conducteur est mince. S’en souvenir pour l’installation d’une antenne sur le pavillon d’un véhicule automobile. Une contraction de longueur H., le long de l’antenne, se manifeste aux alentours de λ / 4 et de λ / 2. Cette réduction géométrique de la hauteur est fonction du diamètre de l’antenne. L’activité de la partie virtuelle se traduit par le doublement de l’impédance entre la base de la partie réelle et celle de la partie virtuelle. Par exemple, pour une antenne verticale quart d’onde (semblable à celle de la Figure n° 1), l’impédance aura une résistance de 36,5 ohms. La partie réactive est faible et facile à éliminer par une légère retouche de la longueur du brin. Pour une antenne verticale demi-onde, cette impédance est, au contraire, très élevée, et peut dépasser le kiloohm, pour un rapport h(hauteur) / d(diamètre) voisin de 500. INFLUENCE DE L’ENVIRONNEMENT L’antenne verticale au sol a une polarisation verticale, mais la présence du plan réflecteur limite son rayonnement, en émission, (et sa captation, en réception) entre les sites 0° et 90°. Pour obtenir une même f.c.m.s. (force cymomotrice spécifique), dans le demi-espace au-dessus du sol, en employant une antenne verticale au sol, il suffit d’utiliser la moitié de la puissance, nécessaire à un doublet entier (genre figure n° 2). CONSÉQUENCES : Au profit de l’antenne verticale au sol : - multiplication “gratuite” pour le RX, de la f.c.m.s, par 1,41 - augmentation du gain, en puissance, de 3 décibels (multiplication par 2). Au détriment de l’antenne avec image, sa hauteur, la nécessité d’haubanner la bande des 80 mètres, des 40 mètres, suivant les implantations géographiques et météorologiques et l’environnement immédiat. A noter pour comparaison : - qu’un doublet horizontal, la conductivité du sol est moins
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Figure 3 : Ligne onde progressive

par **Mhz** Mer 13 Déc - 21:12

importante qu’en polarisation verticale. Le facteur de réflexion d’une onde en polarisation horizontale reste proche de (-1), même si les sols demeurent “moyens”. ANTENNE À RÉFLECTEUR VERTICAL Ce type d’aérien est utilisé en ondes décamétriques, métriques et au-dessus, avec un très bon réflecteur métallique. On se trouve dans la situation d’une “verticale au sol” qui aurait tourné d’un demi-espace, pour y présenter son axe horizontalement et tous ses éléments rayonnants du même côté dans ce demi-espace. A cause de sa structure métallique, le réflecteur est efficace. Ses éléments doivent faire l’objet d’essais expérimentaux. Son action intervient d’une manière importante sur la valeur de l’impédance d’entrée de toute l’antenne. ANTENNE À ONDE PROGRESSIVE On appelle souvent “antenne à onde stationnaire”, une antenne doublet sur laquelle le courant se répartit presque comme sur l’enveloppe d’une sinusoïde. C’est “l’onde de courant” qui est stationnaire, non pas l’onde rayonnée. Si, au contraire, on observe une ligne fermée sur son impédance caractéristique Zc, le courant s’écoule progressivement, son amplitude peut être constante, aux pertes près (Figure n° 3).

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Figure 4 : Antenne losange

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