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Antennes 1/4, 1/2, 5/8, 3/4, 7/8, … ?

Bonjour à tous,

le fonctionnement d’une antenne c’est complexe et la théorie est réservée à ceux qui ont un bagage mathématique suffisant. Mais ces dernières semaines je me suis un peu penché sur la question. En somme, quelles sont les différences entre ces antennes, les avantages et inconvénients, quelle est la « meilleure » ?. Et vous verrez que la réponse est surprenante. On ne reparlera pas, dans ce très modeste article, d’impédance réelle ou imaginaire, de ROS/TOS, de gain, de sensibilité, polarisation, orientation et autre directivité car ceci a été moult fois traités. Je me suis simplement basé sur des résumés de la physique liée aux systèmes rayonnants que j’ai essayé de comprendre (pas certain d’y être arrivé…) et de faire moi aussi un résumé des résultats dans la langue de Molière. J’ai parcouru, avec intérêt, les sites web sur le sujet et j’ai repris quelques informations me paraissant pertinentes, sans toutefois en vérifier la totale véracité dans les détails mais tout le reste est le résultat de ma mini étude.

Premières choses à savoir mais nous le savons (de Marseille…) déjà.

Il faut bien avoir en tête qu’une antenne peut fonctionner en émission ET en réception, dans chaque mode le comportement est différent. En émission l’antenne transforme de l’énergie électrique en rayonnement électromagnétique et en réception c’est exactement l’inverse, c’est donc complètement différent 🙂 . Dans chacun des modes, ce qui fait que l’antenne est performante ou pas est donc aussi différent. En gros pour qu’une station fonctionne il faut tenir compte de toute la chaîne du RTX à l’antenne MAIS aussi de l’environnement, du type et du niveau de propagation à la fréquence utilisée au temps T. Une station est un ensemble qui doit être homogène et adapté à l’utilisation.
Concrètement cela signifie, que même si vous avez une super antenne de guerre avec un RTX de la NASA, mais qu’un des autres paramètres fait défaut alors ça ne fonctionnera pas de manière optimum. Soit l’émission, soit la réception, soit les deux seront affectés. D’autre part, vous avez pu vérifier, lire ou entendre dire que plus une antenne est longue plus elle développe d’énergie, c’est vrai mais pas toujours, notamment avec un angle de tir bas sur l’horizon, c’est même presque l’inverse (j’ai dit presque…). Donc rien ne sert d’utiliser une antenne 1/1 ou pleine onde en pensant que vous allez faire un QSO avec un Martien, ça ne marchera pas suffisamment bien pour ça 🙂

Mesure = référence !

Et oui, lorsqu’on fait une mesure on « compare » à quelque chose et cette chose c’est une référence. C’est donc important de savoir à quoi on se réfère.

Par exemple, lorsque qu’on dit : « regardez avec ma 4 éléments j’ai un report de 59 sur Tokyo », on reçoit le résultat d’une mesure (ou presque) mais il faudrait préciser, la période solaire (les paramètres et niveaux des flux et des champs EM, etc…), l’hygrométrie de l’environnement, le type de sol, la hauteur de l’antenne, mesurer l’environnement électromagnétique, préciser son QTH, l’heure du QSO, le type de RTX, la puissance émise, le ROS, etc, etc… Sinon globalement ça ne voudra rien dire du tout. Ce sera juste une mesure relative à un lieu, à une période, à un moment précis. Si, je prends la même configuration chez moi, il est à peu près certain que je n’aurais pas les mêmes résultats. Pourquoi ? Au moins un des paramètres sera différent ! Et donc le résultat aussi.

Hélas, l’antenne parfaite n’existe pas sur le terrain !

Il ne faut pas confondre les caractéristiques intrinsèques (sur le papier) d’une antenne et sa performance sur le terrain ! Car en fonction du terrain et du contexte une « excellente » antenne dans un cas se révélera inadaptée dans un autre. Toute l’ambiguïté vient de là ! La meilleure (en terme de performance générale) antenne est celle qui est adaptée au contexte, à l’utilisation et à l’environnement. Ceci étant dit il y a un minimum d’impératifs techniques à respecter pour qu’une antenne fonctionne bien mais nous les connaissons déjà. On ne va pas y revenir.

Donc, affirmer qu’une antenne est meilleure qu’une autre, sans plus de précision, (intrinsèquement, sur le terrain, en local, en Dx etc… ?) est une insulte à la logique. C’est faux. En conséquence il est impossible de conseiller à un camarade, une antenne sans connaître précisément le contexte, l’environnement, la période, etc… Je sais c’est dur à avaler mais, comme dirait Monsieur Spoke : c’est de la pure logique !

Une antenne qui fonctionne bien c’est aussi un terrain, un contexte ! En pratique, le seul moyen, qui se rapprochera d’une comparaison « valide »  sera d’essayer les antennes au même endroit au même moment avec le même équipement. Ce ne sera valable que dans ce contexte et ce n’est pas transposable ailleurs.

Exemple et on entre directement dans le vif du sujet.

Vous connaissez tous la représentation graphique du rayonnement d’une antenne qui forme un ou des « lobes ». C’est important de le connaître car il va déterminer le type de fonctionnement. Mais ici encore la théorie et la pratique réservent parfois des surprises ! Il faudrait mesurer les lobes « in situ » et pas seulement sur le papier ! Il est probable que la réalité du rayonnement soit significativement, voire totalement différente que celle calculée en théorie. Même avec l’aide du fameux logiciel bien connu, Mmana qui utilise des modèles mathématiques paramétrables, certes ça donne une idée mais ça reste de la théorie, une idée et pas forcement une réalité 🙂

Exemple avec un 1/4 d’onde, à grande distance le gain est notable (si si !) lors des propagations par réflexions multiples, en mobile dans les zones urbaines, le 1/4 d’onde « collecte » plus facilement les signaux arrivant sous des angles exotiques et dans ce cas les 5/8, 7/8 et 3/4 d’onde n’ont plus aucun intérêt…

Le 1/4 d’onde collecte beaucoup plus tous azimuts et en ville on reçoit des tas d’échos mais rarement sur l’horizon. On reçoit plutôt au dessus de la tête et statiquement parlant sur un trajet répétitif dans une même rue vous collecterez plus de signal avec la 1/4 d’onde qu’avec une 3/4 d’onde par exemple… Si si  !

C’est lié à l’ouverture de l’antenne. Quand le lobe est « pincé » il reçoit une direction privilégiée et les autres moins bien. On a donc le gain dans la direction privilégiée et cela se voit bien en zone rurale loin de la station à contacter. C’est le cas de la 5/8 et la 3/4 d’onde (qui diffèrent peu) si vous comparez au 1/4 d’onde (Compter sur environ 2 à 2,5 dB de gain dans les meilleurs cas.)

N’oubliez pas, ce n’est pas parce qu’une antenne « résonne » en terme d’impédance à une fréquence donnée plus ou moins harmonique à ce qui correspond au 1/4 ou au 1/2 onde par exemple, que son fonctionnement en terme de rayonnement est satisfaisant !

Yagi en émission, juste pour le fun…

En résumé, en ville dans un immeuble (sauf si l’antenne est sur le toit) ou en mobile une 1/4 d’onde est parfaitement adaptée, en campagne dégagée une 5/8 ou une 3/4 c’est adaptée. Mais encore faut t’il et ce n’est pas évident, trouver le meilleur endroit pour installer l’antenne !  D’abord la zone et ensuite la hauteur qui peut varier du sol à 12 m, voire plus, c’est ça qui fera la différence entre un fonctionnement correct ou performant et ce sera différent pour chaque antenne ! La zone et la hauteur pour chaque antenne seront différents pour obtenir un fonctionnement optimisé. Vous ne pourrez pas avoir mieux que ce votre environnement permet d’avoir, au mieux vous pouvez faire en sorte d’obtenir le meilleur possible en fonction de votre antenne et de vos contraintes d’implantations. Donc, une antenne adaptée au terrain utilisée fera mieux qu’une antenne prétendue meilleure sur le papier. (Ce qui reste vrai, mais probablement dans d’autres conditions que les vôtres).

Les performances d’une antenne dépendent non seulement de l’antenne elle même MAIS AUSSI et SURTOUT de son implantation ! (lieu et hauteur)

Il y a donc autant de comportements d’antennes que de lieux d’implantations, autant dire que c’est incommensurable. En conséquence une « bonne » antenne existe, seulement et seulement si, il existe, au moins un « bon » contexte… Lorsque vous direz l’antenne « trucmuche » est une super antenne, vous ferez une erreur (même involontairement), une meilleure expression serait de dire « Ma trucmuche, réputée pour être excellente fonctionne bien chez moi »

Alors oui ma Vector 4000 fonctionne bien chez moi, mais peut être qu’elle fonctionnerait mieux ailleurs (ou pas… ) ? Qui sait… 🙂

Pour en savoir plus sur les antennes cliquez ICI

Si vous êtes d’accord ou si vous avez un autre avis n’hésitez pas à laisser un com. C’est toujours bien de débattre.

A+

Eric (14ZGA00 du 13)

A propos de Eric (14ZGA00 du 13)

14ZGA00 - Gérant SSII. "Attention, changement de lobe sur l'attracteur étrange en cours !" Humm, méfiance... :)

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Thomas (14ZGA77 du 02)Christian (14ZGA56 du 86) Recent comment authors
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Thomas (14ZGA77 du 02)
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Et oui je confirme, une simple 1/4 d’onde bien installée (emplacement + hauteur) peut être plus performante qu’une Yagi mal installée.

Christian (14ZGA56 du 86)
Christian (14ZGA56 du 86)

je suis parfaitement en harmonie avec le debat mais il y a quand meme une petite differance dans la construction de cette fameuse antenne, il est vraie que dans les temps ancien « hi3x » une q1/4 d onde marchais tres bien, en milieux urbain , pourse qui concerne la campagne rien de concaincant il est vrai que la configuration joue une importance phenomenal mais a cette epoque la propag y etait et certainement moin de bidules dans l espace et que le QRM pouvais etre raisonable ..quoique!..bien sur a force de reflechir on s y pert un peu avec en plus… Read more »