rayonnement EM d'un doublet de Hertz en fonction de sa longueurs par rapport à une longueurs d'onde

[Floris]

Bonjour,

Voila j'avais déjà posé la question il fut un temps mais je n'ais obtenus que des réponces légèrement décaler.

La question est la suivante. Soit un doublet de hertz (dipôle) exiter par un signal d'une fréquence donnée. On sait que les longueurs de ce dipôle dois être choisis avc soin en fonction de la fréquence du signal. Dans le cas ou les dimension de ce dipôle serais très courte par rapport à la fréquence de ce signal que ce passe t'il*?

Alors certain vont me répondre que l’impédance entre antenne et émetteur sera dans ce cas désadapté.

On vas donc poser dans ce cas que l'on à mis un réseau d'adaptation d’impédance entre l'émetteur et l'antenne inadapté en dimension (pas en impédance grâce au réseau). Ainsi toute la puissance émetteur est transmise au doublet et la question de l'impédance n'est plus un problème.

Que disent les équations*? Es ce que la totalités de l'énergie de l'émetteur sera pourtant rayonner*? D'après ce que j'ai pu trouver par moi même, si la longueurs du doublet est trop courte par rapport à la longueurs d'onde, il y à diffraction, l'angle du faisseau d’agrandis, comme en optique*! Déja es ce que cela est correcte*?

Maintenant imaginons que la longueurs du dipôle devienne très grande par rapport à la longueurs d'onde, là encore même question. Es ce que la totalités de l'énergie sera rayonner*? Quel sera l'angle d'émission quand la longueurs du doublet tend vers l'infinie*? J'arrive pas à trouver de réponses.

(la question de l'adaptation d’impédance n'est plus un problème)

Merci à vous
-----

[louloute/Qc]

Ta question est-elle totalement théorique ou as-tu une question pratique sous-jacente ?

Si elle st totalement théorique, une antenne comme un diapason : elle est faite pour fonctionner à UNE fréquence ou au mieux une bande étroite de fréquence. Malgré tout, avec un moteur puissant (beaucoup de puissance et pas de rendement), tu dois pouvoir forcer un diapason à n’importe quelle fréquence (une antenne).

Le problème se pose de l’antenne vraiment lors longueur pour les antennes déguisées
http://www.comprodcom.com/Products/D.../%20UHF_26__9/
Vu du mobile, on se dém…. Pour que ça soit pas mal adapté grâce à un stub, principalement. Ayant fait des mesures dessus, on retombe sur le première réponse : ça marche-un peu- mais le résultat est une perte navrante d’efficacité, partant de couverture.

[LPFR]

Bonjour.
Vous trouverez des explications de base sur le fonctionnement des antennes dans ce fascicule:
http://forums.futura-sciences.com/at...enne-ant-a.pdf

Une antenne émet toute la puissance qu'on lui envoi (et qui n'est pas réfléchie) sauf la partie perdue par effet Joule dans le conducteur lui-même.
Une antenne n'a pas besoin d'être adaptée pour recevoir où émettre. Mais son rendement est plus faible si l'antenne est courte. Ceci n'empêche pas d'utiliser des walkie-talkie dans le 27 MHz.
Au revoir.

[Floris]

Bonjour et merci à vous deux pour vos réponses.

On est d'accord que même une antenne inadapté en dimension rayonnera ou recevra quand même, mais...

LPFR, tu dis que le rendement de l'antenne diminue si celle ci est trop courte par rapport à la longueurs d'onde c'est ça ? Comment définis t'on le rendement d'une antenne? (Je n'ai pas encore pu lire attentivement le PDF car je suis sur un netbook qui est farouchement lent ! grrrrr )

Merci encore à vous deux.
Bien chalereusement

[A voir en vidéo sur Futura]

[Floris]

Si elle st totalement théorique, une antenne comme un diapason : elle est faite pour fonctionner à UNE fréquence ou au mieux une bande étroite de fréquence. Malgré tout, avec un moteur puissant (beaucoup de puissance et pas de rendement), tu dois pouvoir forcer un diapason à n’importe quelle fréquence (une antenne).

Le rendement d'une antenne tiens forcément compte de l'énergie qu'elle rayonne par rapport à l'énergie qu'on lui envoie non?

Merci de vos réponses, comment définit t'on alors le rendement d'une antenne.

Merci à vous

[f6bes]

Bjr Floris,
L'antenne est une CHARGE.
Prends donc une charge (résistance) adaptée à l'impédance de ta source (50ohms par exemple).
Le rayonnement est quasiment...nul. Rendement déplorable pour de la HF , mais BON pour des...calories !
Le rendement d'une antenne c'est le ratio entre ce que tu lui fournis et ce quelle "rayonne" au point de VUE HF.
Ce qui part en "calorie" ne peut ete pris en compte bien évidemment.
A+

[Floris]

Bjr Floris,
L'antenne est une CHARGE.
Prends donc une charge (résistance) adaptée à l'impédance de ta source (50ohms par exemple).
Le rayonnement est quasiment...nul. Rendement déplorable pour de la HF , mais BON pour des...calories !
Le rendement d'une antenne c'est le ratio entre ce que tu lui fournis et ce quelle "rayonne" au point de VUE HF.
Ce qui part en "calorie" ne peut ete pris en compte bien évidemment.
A+

Bonjour.
D'accord c'est donc bien cela ce par quoi on définit le rendement d'une antenne.

Il y à donc bien un lien entre le rendement d'une antenne et ses dimension par rapport à la longueurs d'onde par la quel est est
exciter.

Es ce que le rendement diminue uniquement lorsque les dimensions de l'antenne devienne uniquement plus petite que la longueurs d'onde d'excitation (comme l'a indiqué LPFR) ou es ce que le rendement est aussi affecter lorsque les dimensions de celle ci devienne trop grande par rapport à la longueurs d'onde d'excitation?

Merci encore à vous

[LPFR]

Re.
Si on fait passer un courant I dans une antenne dont la partie réelle de l'impédance série est 'R', la puissance rayonnée sera I²R. Si le conducteur présente une résistance ohmique 'r', la puissance I²r ne sert qu'à chauffer l'antenne. Le rendement est donc puissance rayonnée divisée par puissance fournie:
R/(R + r) (après avoir simplifié par I²).
Et je ne parle pas des pertes dans le câble qui alimente l'antenne et les connexions.
Regardez le fascicule dans "dipôles courts" (pages 13-15) pour calculer la résistance au rayonnement d'une antenne courte.

Et ce n'est pas du pinaillage. La résistance série d'une antenne de voiture en "Grandes Ondes" est de quelques milli-Ohms (de tête). Alors que celle du contact entre le câble de l'antenne et l'autoradio est un peu plus grande. Heureusement on n'utilise pas une antenne de voiture pour émettre en grandes ondes.
A+

[calculair]

Bonjour,

Lorsque les dimensions de l'antenne change, son diagramme de rayonnement change. Il se crée souvent des lobes secondaires avec des zero dans certaines directions.

L'energie envoyée à l'antenne ne peut se dissiper que par effet joule soit dans l'antenne,soit dans la resistance interne du genérateur, soit qu'elle est rayonnée dans l'espace.

Le problème de l'adaptation de l'antenne est surtout critique pour les emetteurs de puissance pour lesquels la marge de dissipation thermique sur l'etage de puissance est souvent critique.

Pour l'etablissement de liaison c'est la forme du diagramme qui est important, car s'il n'est pas maitrisé, on a aucune idée des direction privilegiée ou même celles ou le gain est trés faible.

[louloute/Qc]

N’y a-t-il pas surtout, pour une antenne pas coupée à la bonne longueur, avant toute question d’effet Joule (je n’ai jamais vu une antenne chaude), le problème d’onde réfléchie.

Tu craches 100W de 155MHz à une antenne coupée à 150MHz, il en revient à l’émetteur 95W, ça ne fait plus que 5W max rayonnés.

[LPFR]

Bonjour Louloute.
Vous pouvez (presque) toujours adapter une antenne "mal coupée" avec un stub ou un circuit réactif et niveau de l'antenne. De sorte qu'impédance vue par la ligne soit "la bonne".
Je dis "presque" car dans certains cas l'adaptation demanderait des selfs avec un Q de 10^7. Autrement dit, le circuit d'adaptation risque d'avoir plus de pertes que l'antenne elle même.
Et il faut le faire même pour les antennes "bien coupés" car leur impédance n'est pas résistive pure ou n'a pas la bonne valeur. Vous ne trouverez pas, par exemple, un dipôle avec une impédance réelle de 50 Ohms (ni 75).
Au revoir.

[louloute/Qc]

Bonsoir LPFR,

D’ici quelques semaines, je vais refaire avec mes élèves le labo d’adaptation d’un dipôle à un émetteur 50Ω.

On parvient toujours à obtenir moins de 100mW avec une dizaine de Watts directs, soit un ROS inférieur à 1,22 :1, soit une impédance entre 41 et 61Ω. Pour la meilleure, je pousserai mon émetteur à 60W pour tâcher de mesurer une puissance réfléchie, au besoin, je sortirai le grand jeu et le RLB pour lui faire cracher son ROS.

À suivre…

Et que le meilleur gagne !

Pour ce qui est du stub, l’utiliser comme rejet est de bonne guerre, bien qu’une cavité fasse mieux ; pour une antenne déguisée, mon sentiment est que chercher à tout prix 50Ω est une fausse piste. Il me semble qu’il serait préférable de chercher le meilleur rendement de l’antenne, ce qui ne coïncide pas nécessairement avec le plus bas ROS.

Dans le bon temps de la VHF, un mobile pouvait transmettre dans les 130MHz et recevoir dans les 170MHz ; tout le monde la coupe à la fréquence Tx, alors qu’à mon sens, il est de loin préférable de la couper à la fréquence Rx (si on peut ‘booster’ la puissance, on ne peut augmenter la sensibilité), mais dans ce cas, on va trouver un moins bon ROS quand on va transmettre, la seule mesure faisable facilement.

[Floris]

Bon donc si je résume,

Dans le cas d'une antenne inadapté en dimension, c'est son rendement qui diminue. Vous me dites que la puissance qui n'est pas rayonnée par en chaleur, OK (on suppose que le ROS est parfait car de toute façon on à adapté l’impédance).

Es ce que j'ai bien compris?

[Neuronus]

Merci beaucoup pour ce document que vous avez écrit.

[calculair]

Bonjour,

Si l'adaptation de l'antenne est realisée avec des selfs et condensateurs de qualité l"energie injectee dans le feeder sea rayonnée par l'antenne.... Elle ne peut pas aller ailleurs !!!!

Bon donc si je résume,

Dans le cas d'une antenne inadapté en dimension, c'est son rendement qui diminue. Vous me dites que la puissance qui n'est pas rayonnée par en chaleur, OK (on suppose que le ROS est parfait car de toute façon on à adapté l’impédance).

Es ce que j'ai bien compris?

[LPFR]

Bon donc si je résume,

Dans le cas d'une antenne inadapté en dimension, c'est son rendement qui diminue. Vous me dites que la puissance qui n'est pas rayonnée par en chaleur, OK (on suppose que le ROS est parfait car de toute façon on à adapté l’impédance).

Es ce que j'ai bien compris?

Bonjour.
Non. Le rendement ne diminue pas systématiquement. Il diminue quand la résistance au rayonnement devient comparable à la résistance ohmique des conducteurs (antenne, câble, contacts).
Une antenne plus longue que la "bonne valeur" adaptée (avec un circuit ou un stub), a un rendement identique ou meilleur. Et sont diagramme de rayonnement ne change pas de beaucoup.
Mais il faut que le circuit d'adaptation ne consomme, lui, que très peu de la puissance
Au revoir.