Calcul complexe d'un dipole FM

[f6bes]

Bonsoir

Maintenant je comprends mieux pourquoi cette antenne n’est pas employée dans l’amateurisme et uniquement utilisée par les professionnels, pourtant dans les bandes 50 et 70 Mhz elle aurait pu avoir sa place. Cette antenne on la retrouve dans la bande 150 Mhz à 160 Mhz. Je donne ces fréquences à titre indicatif.

J’aurai aimé compléter le schéma que j’ai posté où il y a toutes les dimensions sauf le diamètre de la ligne coaxiale (qu’on sait calculer), le diamètre du balun et le diamètre de la ligne qui alimente le dipôle et qui reste toujours dans l’incertitude. Pas sur qu'on puisse mieux faire !

A votre avis faut-il respecter la même impédance partout ? Si on se réfère au schéma on dirait que c’est le même diamètre pour la ligne coaxiale, balun et vers le brin rayonnant.

Mes calculs me donnent un ø 14,31 pour le tube carré 40x40x4 et un ø 13,46 pour le tube rond 35x2 que j’arrondis à 14mm pour du tube standard. L’impédance sera donc de 47.64 Ω coté dipôle et 51.34 Ω coté boom. Un tube de cuivre ø 14 mm partout, ça parait réaliste ou pas !

Si quelqu’un a une photo de cette antenne telle qu’elle était au départ avec la ligne coaxiale et balun à l’extérieur ça serait bien de la poster afin d’alimenter cette curiosité.

Pour répondre à "annjy" Le but final c’était (je commence à parler au passé) de connaitre tous les calculs de ce dipôle si mystérieux et de les adapter à d’autres antennes (déjà citées) pour les personnes que cela pourrai intéresser.
Tous les autres dipôles pour moi ne relèvent plus de la curiosité.
Pour finir, pourquoi veux-tu connaitre mon niveau d’études ?

Merci.

Bjr à toi,
En principe un constructeur d'antenne PROFESSIONNELLE évite si possible d'avoir à fabriquer PLUSIEURS modéles d'antennes pour une bande de fréquence meme large.
Donc cela réduit les frais de fabrication et de montage. La MEME antenne sert à une multitude d'application dans la meme bande.
Bien sur au détriment de l'antenne CALCULE e t fabriquée pour une fréquence UNIQUE.
Ton antenne suivant sa fréquence d'utilisation, tu as tout de meme un TOS dépassant 2. Ce n'est pas anodin !
La MEME antenne calculée pour une fréquence BIEN précise, sera PLUS efficasse.
C'est donc une antenne de compromis.
Elle est costaude mécaniquement...mais c'est TOUT.
Bien sur elle à un gain par rapport à l'antenne isototrope, soit celle..d'un doublet (dans la direction de son rayonnement maxi).
Bref c'est pas une antenne miracle.
Bonne journée
-----

[annjy]

.........
Pour finir, pourquoi veux-tu connaitre mon niveau d’études ?
..........

Bonjour,

tout simplement, et on l'a déjà dit, parce que ce type de calcul n'est pas simple.
Quand on commence à étudier de près l'électromagnétisme, on tombe sur ce genre de calculs:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Vecteur_de_Poynting

tu maîtrises ?

cdlt,
JY

[jojogigi]

Bonjour

Je me pose aussi la question de son rendement, c’est pour cela que je posais la question.
Pour moi une antenne large bande avec un T.O.S. si bas sur toute la bande (20 Mhz) je la compare un peu comme une charge fictive (j’exagère) ! Son gain doit être inferieur à 0 db ! Il est préférable une antenne accordée sur la fréquence d’émission surtout pour la bande FM commerciale.

Ce n'est pas parce que l'antenne se comporte comme une résistance qu'elle n'aura pas un bon rendement, au contraire...cela signifie que l'énergie est rayonnée. Et ce n'est pas parce que l'antenne est large bande que son gain sera inférieur à celui d'un autre dipôle. Le dipôle est déjà un système accordé. Le gain sera de 2 dB iso ou zéro dB/dipôle.

Ton antenne suivant sa fréquence d'utilisation, tu as tout de même un TOS dépassant 2. Ce n'est pas anodin !
La MEME antenne calculée pour une fréquence BIEN précise, sera PLUS efficace.
C'est donc une antenne de compromis.
Elle est costaude mécaniquement...mais c'est TOUT.
Bien sur elle à un gain par rapport à l'antenne isotrope, soit celle d'un doublet (dans la direction de son rayonnement maxi).
Bref ce n’est pas une antenne miracle.

Bonjour à tous

Toutes les antennes que j’ai fabriquées je n’ai pas eu à faire des calculs si complexes, même pour la yagi, les appareils de mesure sont la pour peaufiner les réglages. Un dipôle c’est pratiquement l’antenne la plus simple à calculer et à fabriquer mais ce n’est pas le cas pour cette dernière.
Merci à "fbes" pour son intervention qui confirme bien mon idée, c’est une antenne certes robuste avec une large bande passante mais qui n’apporte rien de plus que le simple doublet.
Si quelqu’un est assez compétant il pourra finir les calculs et (ou) compléter le schéma pour la ligne coaxiale le staub et l'épaisseur des tubes. Je suis certain qu’il y aura des personnes intéressées par cette réalisation. Pour les plus courageux ils pourront toujours faire l’essai par « tâtonnements » si on dispose d’appareils de mesure adéquats.

Merci à tous de votre participation.

[passionneElectr]

Bonjour,

tout simplement, et on l'a déjà dit, parce que ce type de calcul n'est pas simple.
Quand on commence à étudier de près l'électromagnétisme, on tombe sur ce genre de calculs:
https://fr.wikipedia.org/wiki/Vecteur_de_Poynting

tu maîtrises ?

cdlt,
JY

d'où l’intérêt d'avoir quelques amis matheux ; voir de demander ponctuellement une aide via un
forum de maths..........ou d'avoir quelques notions de maths pq pas.............

[annjy]

Bonjour
Toutes les antennes que j’ai fabriquées je n’ai pas eu à faire des calculs si complexes, même pour la yagi, les appareils de mesure sont la pour peaufiner les réglages. Un dipôle c’est pratiquement l’antenne la plus simple à calculer et à fabriquer mais ce n’est pas le cas pour cette dernière.
Merci à "fbes" pour son intervention qui confirme bien mon idée, c’est une antenne certes robuste avec une large bande passante mais qui n’apporte rien de plus que le simple doublet.
Si quelqu’un est assez compétant il pourra finir les calculs et (ou) compléter le schéma pour la ligne coaxiale le staub et l'épaisseur des tubes. Je suis certain qu’il y aura des personnes intéressées par cette réalisation. Pour les plus courageux ils pourront toujours faire l’essai par « tâtonnements » si on dispose d’appareils de mesure adéquats.

Merci à tous de votre participation.

Bsr,

ceux qui conçoivent ces antennes maîtrisent ces calculs complexes.
Les appareils de mesure indispensables (analyseur de réseau) se chiffrent en dizaines de milliers d'euros. Et si on en dispose, on ne travaille pas par "tâtonnement".

Mon impression est que c'est une antenne dédiée émission forte puissance, omnidirectionnelle, polar V....
Je ne sais pas si beaucoup de radioamateurs sont intéressés....

A°,
JY

[gwgidaz]

Bonjour,

Je suis du même avis. C'est une antenne "professionnelle" surtout pour l'émission. En effet, le "L" qui court-circuite le brin supérieur réalise une mise à la masse qui protège des coups de foudre proches. C'est capital pour les émetteurs, car les dégats sur un émetteur sont onéreux.
Cette antenne est apparue dès la fin des années 70 pour les bases de radiotéléphonie mobile , proposée par une marque allemande.

En ce qui concerne l'étude, le seul point délicat, et de loin, concerne le "L". On ne peut connaître son effet que de deux façons
- par un logiciel de simulation électromagnétique 3D puissant,
- soit par les mesures avec analyseur de réseau.

Une fois qu'on connait son effet, le reste , par contre, c'est du très grand classique : impédance d'un dipôle de longueur et diamètre donné, adaptation d'impédance en double stub avec des lignes d'impédances connues ou à définir.

Cette antenne présente peu d'intérêt pour les amateurs, j'ai déjà indiqué pourquoi.

[jojogigi]

Bonjour
Je ne compte pas réaliser cette antenne ni dans les bandes amateurs ni la bande FM mais je pensais que cela pouvait rendre service dans d’autres bandes que pour celle qu’elle à été fabriquée.
Cette antenne existe bien de 146 à 170 Mhz en bande professionnelle ou la puissance est limitée à une dizaine de watts. Donc qui peut le plus peut le moins.
Intéressante aussi par sa mise à la masse donc moins sensible en cas de foudre.
Gros problème, comment la calculer. Déduction faite, il y a certainement d’autres antennes aussi intéressantes dont les calculs sont plus simples.

En ce qui concerne l'étude, le seul point délicat, et de loin, concerne le "L". On ne peut connaître son effet que de deux façons
- par un logiciel de simulation électromagnétique 3D puissant,
- soit par les mesures avec analyseur de réseau.

Autant oublier ! ! ! Ce n'est à la portée du simple amateur.

Une fois qu'on connait son effet, le reste , par contre, c'est du très grand classique : impédance d'un dipôle de longueur et diamètre donné, adaptation d'impédance en double stub avec des lignes d'impédances connues ou à définir.

Sait-tu les calculer d'après mon schéma ? Puisque c'est du très grand classique. Merci.


Je pense avoir trouvé l'origine de cette antenne !
Je mets le schéma, vous me donnerez votre avis.

[gwgidaz]

Bonjour,

en deux mots :
Le stub composé par le "L" extérieur , comme je l'ai dit, ce n'est pas du classique. Ce dont on est sur, c'est que son impédance est +jx puisque il est fermé et < lambda/4.

pour le reste :
- il y a un stub en parallèle , à l'intérieur du brin du bas, qui est ouvert et non fermé, à mon avis, donc en -jx , puisque inférieur à lambda/4.
- la ligne d'arrivée en série, située dans le tube boom n'est pas forcément en impédance caractéristique 50 ohms.

Donc la méthode est la suivante;
1- a l'aide d'un abaque , trouver l'impédance d'un dipole simple de longueur donnée et de diamètre donné ( ça se trouve , je crois même dans un lien donné sur ce fil de discussion).

2- calculer l'impédance présentée par le "L" ( c'est ça la difficulté, comme je te l'ai dit)

3 - calculer l'impédance résultante des deux impédances ci dessus en parallèle.( dipole + L en parallèle)
4- A partir de là, il s'agit d'adapter cette impédance par la méthode de l'abaque de Smith, à l'aide d'un ou deux stubs.
- le stub parallèle est la ligne intérieure située dans le brin du bas : Tu cherches une longueur de cette ligne telle que, en le mettant en parallèle sur l'impédance précédente, on ait R + jzéro. Si R est différent de 50 ohms, ça signifie que la ligne en série située dans le boom n'est pas en 50 ohms et participe à l'adaptation . Alors il faudra adapter "en double stub" avec ces deux lignes, toujours selon la méthode de l'abaque de Smith.
Bien sur, il faut simuler tout ça en analyseur de réseau , en balayant la bande en entier.

Je t'assure que c'est du grand classique en bureau d'étude radiofréquences.
Bien sur, maîtriser l'abaque de Smith...