LES ANTENNES DIPOLES

Le principe

Le dipôle demi-onde, communément appelé “doublet”, est un doublet de Hertz dont la longueur est théoriquement égale à la moitié de la longueur d’onde du signal à émettre ou à recevoir. En pratique, pour tenir compte de l’effet d’extrémité, on adopte une longueur physique de quelques pour-cents inférieure à la longueur théorique.

L’antenne est alimentée en son centre, là où l’impédance est proche de 75 ohms, par une ligne symétrique ou un câble coaxial. Dans le cas de l’utilisation d’un câble coaxial, donc asymétrique, les puristes conseillent de placer un balun au point d’alimentation du dipôle.

Le diagramme de rayonnement de l’antenne dépend fortement de la hauteur de l’antenne par rapport au sol : un doublet placé à 0,5 lambda au dessus d’un sol très bon conducteur rayonne principalement dans deux lobes faisant un angle de 30 degrés par rapport à l’horizontale. La plus grande partie de l’énergie est rayonnée dans un plan perpendiculaire au conducteur. Un doublet vertical est omnidirectionnel. sur 160, 80 et 40 mètres une hauteur inférieure à 0,5 lambda privilégie le rayonnement vers le haut qui favorise le trafic à courte distance (quelques centaines de km) après réflexion sur les couches de l’ionosphère.

Le fonctionnement de l’antenne dépend étroitement de son dégagement et de la conductibilité du sol. Sur décamétrique le doublet est une bonne antenne monobande bidirectionnelle favorable au trafic à moyenne distance mais pouvant être utilisée pour le DX si sa hauteur dépasse 0,75 lambda. Sur les bandes basses (160 et 80m) la bande de fréquence où le ROS est minimum est relativement étroite, ce qui ne présente un inconvénient que sur la bande 80m (3,5 à 3,8 MHz).

Le dipôle demi-onde peut être utilisé sur la bande de fréquence triple de celle pour laquelle il a été calculé mais son impédance au point d’alimentation est alors d’une centaine d’ohms (au lieu de 75 ohms). Un système d’adaptation d’impédance est alors nécessaire au niveau de l’émetteur (boîte d’accord).

L’impédance au point d’alimentation du doublet dépend nettement de la hauteur à laquelle est installé l’antenne, surtout dans le cas ou le dipôle est placé à une hauteur inférieure à une demi longueur d’onde.

Même en réception, par rapport à bout de fil quelconque le doublet présente des performances indéniable

Réalisation

La longueur physique du conducteur (fil ou tube) est plus courte que la demi-longueur d’onde ; pour une antenne filaire décamétrique on pourra la calculer en mètres à l’aide de la formule simplifiée :

Lphys = 145/F avec f en MHz. Choisir F au milieu de la bande de fréquence que vous-voulez utiliser.

Ex : Phonie et Graphie sur 40 m F = 7.1 Mhz soit Lphys = 145/7.1 = 20.42 m

       Graphie sur 20 m  14.000 à 14.050 soit F = 14.025 MHz Lphys = 145/14.025 = 10.338 m

Si le rapport n=λ/d( d = diamètre du conducteur et non section) est inférieur à 10000 on utilisera les formules suivante, en fonction de n :

n = 20 à 30 Lphys = 139/f

n = 30 à 50 Lphys = 141/f

n = 50 à 100 Lphys = 142/f

n = 100 à 250 Lphys = 143/f

n = 250 à 2000 Lphys = 144/f

Réglages :

En émission, mesurer le Rapport d’Ondes Stationnaires (ROS) en différents points de la bande de travail. Le ROS minimum (proche de 1) indique la fréquence de résonance de l’antenne. On peut aussi utiliser un pont de bruit ou un impédancemètre.

La fréquence de résonance peut facilement être ajustée en raccourcissant ou rallongeant de la même manière chacun des deux brins rayonnants. Garder toujours un peu de réserve de fils sur les extrémités pour le cas où on devrait ajuster la fréquence de résonance suite à un changement de hauteur de l’antenne.

Principe de la réalisation :

Image F5ZV

Réaliser l’antenne en laissant les brins un peu plus longs et repliés-les sur eux même à la bonne longueur. Il vaut mieux qu’ils soient plus long que trop court.

Recherché la fréquence à laquelle le double à le ROS minimum. Pas de chance c’est pas du tout du tout la bonne fréquence. C’est normal car le coefficient de vélocité choisit n’est certainement pas le bon. En fait il dépend de beaucoup de paramètre tel que nature du sol, hauteur de l’antenne par rapport au sol, milieu environnemental, …

Pour trouver le chiffre qui va remplacer 145 :

New coefficient = Lphys x F avec  F = Fréquence ou il y a le ros minimum (1/1) .

Refaire le calcul avec Lphys = NewCoefF avec F la Fréquence centrale choisit au départ. Il vous manque plus qu’a ajuster le dipôle pour cette nouvelle valeur.

Théoriquement si vous avez bien trouver la fréquence pour laquelle vous avez un ROS =  1, l’operation est terminé. Si non il faut recommencer.

Le doublet simple a l’inconvénient d’être monobande. Déployer plusieurs doublet pose des problèmes de fixation et multiplie les câbles coaxiaux d’alimentation. Ces inconvénients peuvent être éliminés en alimentant plusieurs doublets par le même câble coaxial. Les doublets peuvent être déployés (figure A) ou rapprochés (figure B). Dans les deux cas la présence d’un doublet influence le fonctionnement des autres.

Le multi doublet est au doublet filaire ce qu’est le “fusil-à-trois-coups” à l’antenne verticale.

Pour une antenne multi doublet il faut commencer par régler les brins les plus long mais le principe reste le même.

Avez-vous bien suivi ?

Dans un dipôle, aux extrémités, on a:

A : U max et I max

B : U nul et I nul

C : U max et I nul

D : U nul et I max

Quelle est l’impédance au point d’alimentation de ce dipôle ?

A : 36 ohm

B : 50 ohm

C : 73 ohm

D : 52 ohm

longueur d’un dipôle fonctionnant pour Long. d’onde de 20 m ?

A : 5 m

B : 15 m

C : 10 m

D : 20 m

Quel est le gain d’un dipôle par rapport à l’antenne “isotrope”

•A : pas de gain

• B : -3 dB

• C : 3 dB

 •D : 2,15 dB