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Notions sur l’Antenne log-périodique ? Par Eric 14ZGA00

Antenne log-périodique mais késako ce truc ?

Avant de voir les avantages et les faiblesses de ce type d’antenne, voyons ce que nous en dit notre ami Wikipédia :

Une antenne log-périodique est une antenne dont l’impédance et le diagramme de rayonnement sont répétitifs selon une loi logarithmique en fonction de la fréquence. Pour obtenir cette propriété, les dimensions doivent être homothétiques le long de la direction de rayonnement principal. Ces antennes se rapprochent d’une structure fractale.

L’antenne comporte des dipôles de longueur croissante alimentés par une ligne. Le croisement de la ligne entre chaque élément alimente deux éléments successifs en opposition dans le modèle le plus classique. En transmission, l’onde se propage d’abord dans le réseau sans émission le long de la ligne, les éléments se comportant comme des capacités. Lorsque l’onde atteint les dipôles qui ont une longueur d’environ le tiers de la longueur d’onde du signal, l’émission débute et les dipôles suivants suivent le mouvement qu’à ce que le signal atteigne les dipôles dépassant la demi-longueur d’onde. La zone d’émission dans l’antenne est donc limitée à cette section.

Voilà pour la définition dans le style prof junior. Mais put… ça veut dire quoi en vrai homothétique ?

Alors pour essayer de faire simple : L’homothétie correspond à un changement d’échelle sans distorsion. Ça multiplie les distances par la valeur absolue de leur rapport en préservant les angles. Toujours pas compris ? Alors plus simplement et approximativement : Si l’antenne est constituée de telle sorte que les éléments de sa structure puissent se déduire les uns des autres par des homothéties (changements d’échelles) suivies ou non de rotations, son fonctionnement devient indépendant de la fréquence puisque la structure est uniquement définie par des angles.

Waou, une antenne dont le fonctionnement n’est pas définie par la fréquence ? Ben si ça existe !

Le gain et l’impédance peuvent être considérés comme constants !
PAS de trappes, PAS de bobines, PAS de matching, PAS d’épingles, juste des maths et une bonne scie à métaux !
Fonctionnement multibande en même temps !

Petit rappel sur les dB(m,i,d,) pour les nuls, ça mange pas de pain 🙂

Le gain pour l’antenne log-périodique peut atteindre 10 dB (par exemple), oui mais ça représente combien ?

Le décibel par rapport au milliwatt est noté dBm. (Le m signifie : par rapport à une puissance, ici le milliwatt). Il exprime une puissance par rapport à une référence. Cette référence est 1 milliwatt sur une impédance bien précise. Attention donc à utiliser le dBm à bon escient et à ne pas se mélanger les pinceaux en racontant n’importe quoi sur le sujet… savoir utiliser les logarithmes est quand même un gros +

Alors, pour rappel (ou pas…) en radio 1 mW correspond à 0 dBm pour Z=50 Ohms, soit 223,6 mV !

Les dBm correspondant à une grandeur physique (V, W, etc) alors que les dB correspondent à un nombre sans unité.

Une antenne isotrope n’a pas de gain, donc gain= 0 dB. L’antenne isotrope n’existe pas dans la réalité, c’est une référence théorique.
Une antenne dipôle possède un gain de 2,15 dB par rapport à l’antenne de référence isotrope. On dira alors qu’elle a un gain de 2,15 dBi. (Le i signifie : par rapport à une antenne isotropique)
Le gain d’une antenne est généralement exprimé en dBd(Le d signifie : par rapport à un dipôle demi-onde)

gain en dBd = gain en dBi – 2,15 dB
gain en dBi = gain en dBd + 2,15 dB

Retenir la formule magique pour calculer : dBm = 10 x Log P (avec P en milliwatt) ou encore P (mW) = 1/Log(dBm/10)  (Note : 1/Log signifie inverse du Log)

La réponse est : ben vous ajoutez un zéro 🙂 Pour 1 W fourni en entrée antenne vous aurez 10 W en sortie antenne, pour 10 W vous en aurez 100, pour 100 W vous aurez 1000, etc… en puissance Apparente Rayonnée bien-sur. Donc elle a un réel gain.

Mais c’est patou patou  ! Pas tout ?

Et bien non ! Non seulement son fonctionnement n’est « pas liée » à la fréquence mais en plus elle est directive avec un affaiblissement de -35 dB à l’arrière ! C’est pas mal.  L’impédance est généralement comprise entre 50 et 120 Ω.

Exemple d’antenne log-périodique. Remarquez la géométrie des éléments
En provenance du site : http://rxcontrol.blogspot.com/2012/06/divers-antenne-log-periodique.html

 

Résumé :

  • Antenne maintenant un gain et une impédance constants sur plusieurs bandes
  • Sans utilisation de « trappes », bobines et autres artifices
  • Directive
  • Possibilité de créer des réseaux
  • et certainement d’autres choses ….

La méthode est utilisable pour tous types d’antennes.

Voilà, c’était juste pour vous donner l’envie d’en savoir plus sur ces types d’antennes. Les concepts théoriques dépassent de loin le cadre de ce simple petit article et de mes compétences en la matière. Pour ceux que ça intéresse vous trouverez très facilement une formalisation mathématique détaillée sur le web.

Et pour la route :

  • Un site commercial web (en anglais, antennes pro plutôt orienté RA ou SWL fanatique) : ICI
  • Pour une compréhension complète sur les antennes je recommande le livre suivant : Les antennes : Théorie, conception et applications de Odile Picon (Auteur), Laurent Cirio (Auteur), Christian Ripoll (Auteur), Geneviève Baudoin (Auteur), Jean-François Bercher (Auteur), Martine Villegas (Auteur).  Achat ICI

3 commentaires sur “Notions sur l’Antenne log-périodique ? Par Eric 14ZGA00

    1. Salut Thomas, j’ai reçu les cours. Merci de ton intervention 🙂
      Gain limité ? C’est certainement vrai, je ne sais pas. En revanche ce que je sais c’est que toutes les antennes ont en pratique une limite de gain. Du coup, où est la différence ? à creuser pour mieux comprendre cette histoire de gain limitée.
      A+

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