Les Antennes CB et la Propagation

ATTENTION : Cette article a plus d'un an et pourrait ne plus être d'actualité !

Voici un petit rappel sur les antennes et une prévision de propagation pour 2018 (en fin de texte).

Les antennes CB

Pour établir une liaison radioélectrique, il est nécessaire d’avoir une antenne adaptée. Le meilleur des postes ne fonctionnera pas correctement si l’antenne n’est pas de bonne qualité.

 Les qualités à retenir

Le gain :

 Le gain d’une antenne est le facteur le plus important. Plus il est élevé, meilleur est le rendement. Il s’exprime en décibels (dB) et se mesure par rapport à une antenne de référence. Cette antenne de référence est souvent une antenne quart d’onde lorsqu’il s’agit de mesurer le gain d’une antenne verticale et une antenne demi-onde (un dipôle) lorsqu’il s’agit d’une antenne polarisée horizontalement. Ainsi, on obtient des mesures dBi (isotropes) et en dBd (dipôle).

La polarisation:

 La polarisation définit le sens dans lequel l’antenne émet les ondes. Les ondes sont émises parallèlement au sol lorsqu’il s’agit de la polarisation verticale, et perpendiculairement (90o) au sol lorsqu’il s’agit de la polarisation horizontale. Dans le cas des antennes de voiture, la polarisation est toujours verticale.

La bande passante:

La bande passante d’une antenne est représenté par les deux limites de bande entre lesquelles cette antenne peut fonctionner sans perte de rendement. Une antenne dont la bande passante  est située entre 26 et 28 Mhz a une bande passante de 2mhz (28-26=2). Une antenne prévue pour fonctionner entre 26.965 Mhz et 27.405 Mhz (onde CB) a une bande passante de 40 canaux.

La directivité:

La directivité d’une antenne est la direction dans laquelle elle émet et reçoit. Une antenne verticale est omnidirectionnelle, c’est à dire qu’elle permet la réception et l’émission dans toutes les directions.

L’impédance:

L’impédance d’antenne des postes CB est de l’ordre de 50 ohms. L’antenne et son câble doivent être de même impédance.

Le réglage de l’antenne

Il est important de savoir qu’une antenne se règle. Elle doit être adaptée à la fréquence que l’on utilise, soit pour les 27 Mhz. Les dimensions de l’antenne sont généralement en rapport avec la longueur d’onde exploitée. Si ces dimensions ne sont pas respectées, l’antenne est désaccordée. Dans ce cas, il y a présence d’ondes stationnaires.

On parle de Taux d’Onde Stationnaire ou TOS. Il s’agit en quelque sorte d’ondes qui au lieu d’être rayonnés par l’antenne retourne vers le poste et l’endommagent. On calibre une antenne avec un TOS mètre. Celui-ci mesure l’énergie qui part du poste de CB vers l’antenne par rapport à la quantité d’énergie qui revient au poste de CB. Le TOS (ou SWR)  est donc un rapport et ne peut être inférieur à 1. Un TOS de 1 : 1 est le but recherché dans réglage d’antenne.

Tableau des pertes de rendement en fonction du TOS

TOS Perte
1 : 1,00 0,00 %
1 : 1,10 0,22 %
1 : 1,20 0,82 %
1 : 1,30 1,70 %
1 : 1,40 2,78%
1 : 1,50 4,00 %
1 : 1,85 9,00 %
1 : 2,00 11,10 %
1 : 2,33 16,00 %
1 : 2,50 18,00 %
1 : 3,00 25,00 %
1 : 3,50 30,90 %
1 : 4,00 36,00 %
1 : 4,50 40,50 %
1 : 5,00 44,50 %
1 : 9,00 64,00 %
1 : 19,0 81,00 %
1 : 8 100,00 %

 En approchant sa main de l’antenne, si le TOS augmente, la longueur de l’antenne doit être diminuée. Inversement, si l’approche de la main fait baisser le TOS, la longueur de l’antenne doit être augmentée.

Réglage d’une antenne tests et action

Essais Canal 1 Canal 20 Canal 40 Intervention
1 TOS faible TOS moyen TOS élevé Raccourcir l’antenne
2 TOS élevé TOS moyen TOS faible Rallonger l’antenne
3 TOS moyen TOS faible TOS moyen Ne pas modifier l’antenne

Construction d’une antenne

Le dipôle ou demi-onde

L’antenne dipôle est constituée de deux conducteurs métalliques mesurant chacun ¼ de la longueur d’onde (£).Ces deux conducteurs doivent être isolés l’un de l’autre et de la terre. L’un de ces conducteurs est relié au fils central (+) du câble et l’autre au fils extérieur (-) du câble. La longueur totale (L) de l’antenne est de ½ longueur d’onde.

 

La longueur d’onde (£) en mètre se calcul selon la formule suivante:

£ = c / fréquence = 299,79 / fréquence en Mhz

pour le CB canal 40 (27.405 Mhz)

£ = 299,79 / 27.405 =  10,94 mètres

Données utiles

c = 2,997 924 6 X 108 m/s

1 mètre = 3,2808 pied

L’antenne se compose d’un pôle vertical mesurant ½ longueur d’onde et de deux pôles horizontaux perpendiculaires mesurant ½ longueur d’onde chacun.

 

Métaux utilisés

Comme conducteur on peut utiliser des tuyaux en aluminium ou en cuivre. Remarquons que L’argent (1), l’aluminium (2), le cuivre (3) et l’or (4) sont les quatre meilleurs conducteurs électriques.

Distance de l’antenne de la terre

La distance entre la base de l’antenne et le sol doit être au moins d’un mètre et idéalement de 10 mètres ou plus. Comme les métaux ont la propriété d’absorber les ondes, il faut éviter qu’une bâtisse ou une masse de métal se retrouve devant l’antenne. À la maison, on devrait mettre l’antenne plus haut que le toit et si possible plus haut que les fils électriques. En forêt, si la base de l’antenne est peu élever (1 m à 5 m), évité qu’elle ne soit obstruée par une masse de métal quelconque (un véhicule automobile, un poteau métallique). Juste le faite d’avoir un poteau métallique proche de la basse de l’antenne et qui la dépasse de 10 cm, suffit à nuire au rendement de l’antenne.

La prise de terre

La prise de terre peut améliorer l’écoute et supprimer du bruit de fond, mais il faut que le câble de mise à la terre soit robuste et court. Dans la pratique l’effet inverse peut se présenter. Une mauvaise prise de terre ne change rien ou ajoute des parasites locaux. La prise de terre doit être assez profonde dans la terre, au mois 60 cm (2 pieds).

La propagation

Les ondes sont plus au moins réfléchies par l’atmosphère terrestre et renvoyées vers le sol. Ce sont les couches ionisées qui sont responsables de ces réflexions. C’est l’activité du rayonnement solaire sur la haute atmosphère qui entretient ces couches. Comme la plupart des couches sur la quelle les ondes CB se réfléchisses sont active le jours, la réception et l’émissions se font sur de très longue distance. D’où le phénomène des skip (saut en anglais), on reçoit des ondes des États-Unis et du Mexique dans certains cas.

LES DIFFÉRENTES COUCHES :

Dans la ionosphère nous avons plusieurs couches :

  • La couche C : niveau d’ionisation très bas avec très peu d’effet sur la radio.
  • La couche D : de 50 à 80 km d’altitude, faiblement ionisé le jour par la présence encore trop importante de l’air, elle disparait la nuit. C’est la première couche qu’atteint un signal. Elle agit comme un atténuateur, sauf la nuit car elle disparait. L’absorption de cette atténuateur est inversement proportionnelle à la fréquence.
  • La couche E : couche ionisée entre 100 et 125 km d’altitude. C’est la couche la plus basse pour la réflexion des ondes radio. Elle est à son apogée vers midi et n’existe que le jour. Son ionisation est dû aux rayons X du soleil. Les signaux qui atteignent la couche E permet un saut de 1 000 km.
    Lorsque l’activité solaire est au plus bas on peut être en présence d’un phénomène dit “sporadique E”.
    Alors qu’est-ce que c’est exactement ?
    C’est une ionisation locale de la couche E dû à des situations favorables.
  • La couche F est la plus importante pour le DX.
    L’ionisation très élévée de la couche F est dû aux rayons ultra-violets.
    La couche F reste assez ionisée la nuit de par sa faible densité d’air.
    Le jour elle se compose de deux sous-couches F1 et F2
    La nuit elle se compose d’une seule couche F vers 250 à 300 km.
    L’été la couche F1 est vers 300 km, la F2 vers 400 kms et plus.
    L’hiver F1 : 150 km, la F2 : 200 km.
    Ces chiffres varient beaucoup selon l’activité du soleil.

Les signaux qui atteignent la couche F2 peuvent faire un saut de 2 000 km.

Des tempêtes ionosphériques, des changements de températures, d’humidités, des conditions locales particulières peuvent provoquer de brusque changement dans l’indice de réfraction des masses d’air et modifier la propagation des ondes.

Bandes Jour Nuit Observation
14 Mhz Saut : 800 km. Saut 1 600 km. DX roi 24h sur 24h
27 Mhz Saut : 1 000 km. Saut : 2 00km. Dépend du cycle solaire.
E sporadique entre Mai et Août.

CYCLE SOLAIRE:

De plus, le soleil a un très long cycle d’activité de 11 ans. En 1996-1997 le soleil était dans la partie descendante du cycle (le nombre de taches solaires décroît). Au cours de ces années la porté des ondes CB était de courte distance (moins de 500 km), donc il n’y avait pas beaucoup de skip.

Tous les 11 ans le Soleil est à son activité maximale.Le nombre de tâches solaire (sun spots) influence l’activité DX et permet d’en prévoir les moments les plus favorables.

Comme la propagation sur 11 mètres est très sensible au soleil, elle suit aussi ce cycle.

En bref les ondes CB sont très peu active (pas de skip) en année de faible activité solaire. Elles font de longue distance (plus de 500 km)  par réflexion sur les couches atmosphérique et sont plus active le jour (skip) que la nuit (pas de skip).

L’indice IR5 est un bon indicateur. Plus il est bas moins il y a de skip

Indice IR5

Année 2002
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 117 112 114 112 120 95 90 85 85 80
Année 2001
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 097 100 100 098 106 107 106 114 119 114 124 125
Année 2000
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 107 111 110 117 124 135 134 131 127 123 110 103
Année 1999
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 067 070 068 073 088 098 103 104 106 105 099 099
Année 1998
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 035 041 044 047 055 060 067 075 075 076 079 073
Année 1997
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 009 010 010 011 012 013 016 023 024 029 035 037
Année 1996
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 011 008 008 007 007 007 008 008 007 008 009 007
Année 1995
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 028 025 025 022 021 017 014 014 015 014 013 012
Année 1994
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 046 041 038 031 025 025 023 025 031 029 027 027
Année 1993
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 082 078 073 068 066 060 054 046 045 042 041 044
Année 1992
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 141 134 132 118 101 086 077 070 073 078 078 077
Année 1991
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 142 141 143 141 148 149 156 153 157 145 139 134
Année 1990
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 161 157 150 144 129 133 145 142 145 150 146 133
Année 1989
Mois J F M A M J J A S O N D
IR5 151 152 153 145 152 144 152 161 165 161 168 170

Obsevation  2017

Année 2017 2017 2017 2017 2017 2017 2017
Mois Juin Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre
IR5 15 17 19 18 16 15 11

Derniere publication de l’IR5

Prévisions 2018 (en berne)

Année 2018 2018 2018 2018 2018 2018
Mois Janvier Février Mars Avril Mai Juin
IR5 5 5 10 10 10 5
2018 2018 2018 2018 2018 2018 2019
Juillet Août Septembre Octobre Novembre Décembre Janvier
5 5 5 5 0 0 0

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).