Importance de la hauteur de l’antenne

Hauteur de l’antenne

La hauteur de l’antenne a un impact majeur sur les performances de diverses manières, en fonction de la fréquence d’utilisation, du type et de la taille de l’antenne.


La hauteur d’une antenne a un impact majeur sur ses performances. Aspects tels que l’impédance d’alimentation, le diagramme de rayonnement, les pertes de rayonnement, la distance par rapport aux interférences, la réduction des risques d’exposition aux rayonnements RF, etc.

En général, plus l’antenne est haute, meilleure sera sa performance, mais il y a parfois des limites car il y a une loi de rendements décroissants, mais souvent hors de portée des radioamateurs, mais parfois les diffuseurs voudront des antennes particulièrement hautes pour gagner. couverture requise à VHF et UHF.

Les radiodiffuseurs investissent souvent dans de très hautes tours, en particulier pour les transmissions de radiodiffusion VHF et UHF. Obtenir la plus grande zone de couverture ne peut souvent être atteint qu’en augmentant la hauteur de l’antenne.

Hauteur de l’antenne à HF

En raison de la longueur d’onde des signaux en ondes décamétriques, les antennes ont tendance à être montées relativement près de la terre en termes de longueurs d’onde électriques. Cela signifie que le sol interagit avec l’antenne, en particulier une antenne horizontale de diverses manières.

Deux facteurs principaux entrent en jeu pour les antennes HF:

  • Angle de rayonnement: Pour les communications longue distance en ondes décamétriques, on constate que plus l’angle de rayonnement de l’antenne est faible, mieux c’est. De nombreuses autorités en matière de conception et d’installation d’antennes recommandent que l’antenne soit au moins d’une demi-longueur d’onde. Cela peut être relativement facile pour des fréquences supérieures à 15 MHz, mais pour des fréquences plus basses avec des longueurs d’onde plus longues, c’est probablement moins le cas.

    Il est possible de calculer l’élévation du lobe le plus bas pour une antenne horizontale au-dessus d’un sol parfaitement conducteur. Il peut être déterminé à partir de la formule ci-dessous

  •   θ = sin-1( 0,25)

                            h

    Où:
    θ = l’onde ou l’angle d’élévation du lobe

    h = hauteur de l’antenne au-dessus du sol dans les longueurs d’onde

    En résumé, plus l’antenne horizontale est haute, plus le lobe le plus bas du diagramme de rayonnement est bas.

    Bien sûr, un problème majeur est de déterminer exactement où se trouve le sol. Comme le sol n’est pas une surface parfaitement conductrice, l’onde du signal peut pénétrer dans le sol dans une certaine mesure, en fonction du type de masse et de sa conductivité. Il se peut que la terre électrique réelle soit perçue comme étant bien en dessous du niveau physique de la Terre par l’antenne. Il y a un certain degré d’incertitude, car il est difficile de prévoir exactement comment les choses vont se dérouler, et elles peuvent varier d’un jour à l’autre en fonction du niveau d’eau dans le sol à ce moment-là.

    Pertes de rayonnement: On constate que si une antenne horizontale se rapproche du sol, alors les pertes dues au sol deviennent plus importantes et, à très faible hauteur, elles peuvent être le principal facteur déterminant la performance de l’antenne. Par exemple pour un signal à 2 MHz, la longueur d’onde est d’environ 150 mètres. Un radioamateur typique peut avoir du mal à obtenir une antenne horizontale pour ces fréquences aussi élevées que 3 ou 4 mètres à la fois. A ces hauteurs relatives à une longueur d’onde, les pertes au sol sont les plus susceptibles d’être le facteur dominant. Il a été calculé qu’une antenne dipôle horizontale de 7 MHz à une hauteur d’environ 5 mètres ne sera efficace qu’à 50% – la moitié de la puissance disponible sera perdue en tant que perte au sol.

En règle générale, on dit souvent que doubler la hauteur d’une antenne augmentera le gain de 6 dB. Bien que cela dépende de la situation actuelle et d’une foule de mises en garde, etc., des études ont montré qu’il n’est généralement pas trop loin de la vérité. Au pire, cela donne une très bonne idée de l’importance d’augmenter la hauteur d’une antenne.

Hauteur d’antenne pour VHF et UHF

En ondes métriques et décimétriques, la propagation radio tend à être plus visible, mais pas toujours.

L’un des principaux avantages de l’augmentation de la hauteur d’une antenne est qu’elle soulève l’antenne au-dessus des éléments qui pourraient obstruer l’antenne. La maison des arbres et autres absorberont tous les signaux radio, en particulier en ondes métriques et décimétriques.

Pour les bandes VHF et UHF, il n’est normalement pas difficile d’ériger l’antenne de manière à ce qu’elle soit bien au-dessus du sol et, par conséquent, l’effet primaire d’un sol proche sera moins pertinent.

Initialement, le fait de soulever l’antenne l’élèvera au-dessus d’objets tels que des maisons, des arbres, etc., qui serviront à masquer ou protéger l’antenne en termes de signaux radio. Élever l’antenne au-dessus de ces obstacles améliorera considérablement les performances de l’antenne.

Un avantage supplémentaire en VHF et UHF est que plus l’antenne est haute, plus l’horizon radio est éloigné. Souvent, pour la diffusion VHF / UHF, l’horizon radio est souvent considéré comme étant l’horizon visible aux 4/3 en raison de l’effet de flexion causé par les changements d’indice de réfraction près du sol. Le fait d’élever l’antenne augmentera considérablement ceci et étendra ainsi la portée de la transmission.

Cependant, le gain de hauteur doit être équilibré par rapport à la perte d’alimentation. A VHF et plus encore à UHF, les pertes dans le chargeur deviennent considérables, et dans certains cas peuvent être plus que le gain résultant de l’augmentation de la hauteur. Il est nécessaire de porter un jugement sur ce point et d’obtenir le meilleur équilibre entre le gain résultant de l’augmentation de la hauteur et la perte accrue due à l’augmentation de la longueur de la ligne d’alimentation.

Évidemment, en utilisant le meilleur chargeur possible fera une différence à cela.

Hauteur de l’antenne et interférence

De par leur nature même, les antennes qui sont plus hautes ont tendance à être éloignées d’autres éléments électroniques et électriques d’une plus grande distance.

Cela a deux effets. La première est que le récepteur connecté à l’antenne est plus éloigné de toute source d’interférence sur ou près du sol. La seconde est que le signal émis par l’antenne sera plus éloigné de n’importe où qu’une interférence provenant du signal transmis pourrait causer un problème.

Hauteur de l’antenne et exposition RF

Il y a une prise de conscience croissante de l’exposition aux RF. Lorsque les émetteurs peuvent transmettre une puissance RF rayonnée relativement élevée, il faut les éloigner autant que possible de toutes les zones fréquentées.

Le fait d’avoir une antenne à un niveau élevé par sa nature même maintiendra le RF loin des gens et réduira la possibilité que des personnes arrivent dans des zones où le RF est à un niveau élevé.

 

Avec n’importe quelle antenne, que ce soit pour HF, VHF ou UHF, etc, les mâts élevés ajoutent évidemment un coût considérable à toute installation d’antenne. Ils créent également un impact visuel beaucoup plus important et peuvent être soumis aux lois locales d’urbanisme. Lors de la détermination de la hauteur d’une antenne, de nombreux facteurs doivent être équilibrés. La hauteur procure un gain, mais au prix de l’impact visuel, du coût additionnel du mât supérieur, de l’augmentation éventuelle de la perte d’alimentation, et d’autres facteurs.

En général, placer un système d’antenne plus haut dans l’air améliore ses capacités de communication et réduit également les risques d’exposition RF et d’interférences électromagnétiques.

Sylvain (14ZGC89 du 77)

A propos de Sylvain (14ZGC89 du 77)

Sylvain de Souppes sur Loing. Seine et Marne (77). JN18IE. Pompier et cibiste des années 80. De retour sur la QRG en région sud Paris. Station fixe TX RX kenwood TS 570 DG, récepteur Kenwood R5000, TX RX 2M Kenwood 7730, etc... Antennes, Sirio Master Gain, antenne ITA Intercontinental, une directive Lemm 3 éléments et une antenne Topfkreis (VHF).

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Eric (14ZGA00 du 13)Yann (14ZGF77 du 79) Auteurs de commentaires récents
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Eric (14ZGA00 du 13)
Eric (14ZGA00 du 13)

73. Oui, on en revient toujours aux mêmes conclusions : plus c’est haut mieux c’est sauf quand c’est mieux moins haut 🙂 Merci pour ton article Sylvain. A+

Yann (14ZGF77 du 79)
Yann (14ZGF77 du 79)

73’s ,
Sujet très intéressant
Merci d’avoir diffusé
73’s 14ZGF77 Yann