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Pour calculer une antenne on prend la vitesse de propagation  des ondes qui est équivalent à la vitesse de la lumière  300000 Km/s et on la divise par la fréquence d'utilisation :    

En ondes courtes on utilise des grandes longueurs, car les antennes horizontales sont  utilisées  en  demie onde ou en quart d'onde.   

Pour les antennes verticales, on utilise des antennes quart d'onde, demie onde,5/8 d'onde  ou autres.

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Quand on construit une antenne ondes courtes qui est constituée par un conducteur mono brin ou multibrins, il faut que le fil soit d'une longueur plus grande que celle qui a été calculée, car il est plus facile de raccourcir le fil que de le rallonger.  A chaque extrémité il faut prévoir de faire une boucle pour  fixer  le fil sur les  isolateurs. Avoir  le soin de  mesurer plusieurs fois  la longueur du fil afin d'éviter les causes d'erreur.         

La distance qui  sépare les deux isolateurs est la longueur physique de l'antenne.

La longueur du brin rayonnant calculée par la formule n'est qu'un ordre de grandeur, le plus proche de la bonne valeur, qu'on détermine expérimentale ment.              

Une antenne  est accordée sur une certaine  largeur de bande de fréquences plus ou moins étendue de part et d'autre de la  fréquence de résonance.

Les antennes ondes courtes  multibandes travaillent sur les  fréquences harmoniques.

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L'explication qui vient d'être décrite est très sommaire, mais donne une bonne idée de ce qu'est une antenne digne de ce nom.

Dans une station, c'est l'antenne ou aérien qui fait la différence dans la station d'émission radioamateur.

Pour ma part, j'ai construit une multitude d'antennes HF, grandes ondes, ondes moyennes, ondes courtes et VHF, UHF SHF.

Quand on a construit une antenne et après sa mise au point, qu'on la connecte à l'émetteur  et  que l'on aligne sur le carnet de trafic les contacts sur les différentes bandes, on  a vérifié que l'antenne est parfaitement bien accordée et que la transformation de la puissance électrique est bien transformé en rayonnement électromagnétique est correcte.

 T.O.S. % = 100 x k 

       k = coefficient de réflexion.

Exemple:

Une antenne qui a un R.O.S de 1,5 aura un T.O.S. de:

k = 1,5 - 1 / 1,5 + 1 = 0,5 / 2,5 = 0,2

100 x 0,2 =  T.O.S de 20 %  

Delà nous pouvons aussi calculer la puissance réfléchie (P ref), en pourcentage de la puissance incidente

P ref % = 100 x k² 

Comprendre le R.O.S ( =1 à l'infini ) Rapport d'Ondes Stationnaire

Le R.O.S est un Rapport 

Plus le R.O.S est important, plus il y a la puissance réfléchie ( retour vers l'émetteur) qui n'est  pas utilisée pour la puissance de transmission du signal. Cette puissance réfléchie, retournant vers l'émetteur  et qui se transforme très souvent en chaleur, de se fait. :

1 / Peut détruire les transistors de puissance de sortie de l'émetteur 

2 / Peut induire des  interférences perturbant la réception radio, appareils HIFI, télévision, Internet, etc...

1 / régler l'émetteur sur le milieu de la bande de fréquence :

• 145MHz (144MHz/146MHz)

• pour les OC  : 80m (3.500 à 3.800MHz)

• pour les OC  : 40m (7.0 à 7.200 MHz)

• ainsi de suite pour les autres Bandes

2 / faire  pression sur le contact du micro ( PTT ), sur l'appareil de mesure l'aiguille monte, mettre l'inverseur du rosmétre sur DIR (ou FWD) puis amenons l'aiguille sur le repère Cal ou Set (Le dernier trait le plus à droite après la zone rouge).

3 / basculons l'interrupteur ( switch ) sur Ref et nous lisons par exemple  ROS de 1.5 . 

4 / refaire une calibration et  la mesure sur toute la bande (ou les bandes en HF-OC) de fréquence. 

Nous obtenons par exemple, les mesures suivantes:  1.3 sur le milieu de la bande, 1.5 sur l'extrémité supérieure et 2 sur l'extrémité inférieure  On peut en déduire qu'avec  un ROS  1.3, l'antenne est presque accordée sur cette fréquence. Si le ROS est plus important c'est que l'antenne est trop longue, il faut la raccourcir jusqu'à l'obtention d'un ROS le plus proche de 1 sur toute la bande de fréquence.

L'ensemble antenne-ligne étant symétrique,  la 1/2 partie rayonnante A.B,  17 mètres et la partie ligne B.C (non rayonnante) 18 mètres. C'est deux longueurs sont physiques. 

Pour les transformer en longueurs électriques, nous appliquons à la partie A.B un coefficient multiplicateur 1,05 (allongement par l'effet d'extrémité) et, pour la partie ligne, souvent  dit " échelle de grenouille" le coefficient de vélocité de 0,93.                                 Transformons les longueurs physiques :

 AB + BC en longueurs électriques :

A-B : 17 x 1,05 = 17,85 

B-C : 18 : 0,93 = 19,35

 Total A - B + B - C = 37,20 m

Pour l'exemple prenons 3.650 KHz

L'accord parallèle, exemple à 2 / 4 d'onde 41,09m, il manquerait : 41,09 - 37,20 = 3,89mnous devons rallonger avec C - G, cette rallonge peut-être faite en ruban bifilaire dont le coefficient de vélocité est 0,82.

La longueur physique de cette rallonge sera de : 3,89 x 0,82 = 3,189 m

Si nous voulons réaliser un accord série, dans l'exemple3/4 d'onde = 61,64 m il manquerait 61,64 - 37,20 = 24,44 m

En accord parallèle des tensions présentes sont élevées , ce qui implique un isolement important  des condensateurs variables.

La pratique de cet accord est difficile sur les fréquences élevées à cause du peu de spires de la self. L'accord se fait à tous les multiples pairs de 1/4 d'onde.

En accord série, il n'y a plus de tensions importantes. L'accord sur les fréquences élevées est  facilité. L'accord se fait à tous les multiples impairs de 1/4 d'onde. Toute autre longueur d'antenne, A-B, B-C et de fréquence peut-être prise.

Quel que soit l'endroit de la sinusoïde ou se situent les points C - F, les réactances (capacitives ou inductives) présentes, peuvent être compensées afin obtenir une charge résistive. Il est aisé d'y parvenir avec peu de pertes et une plage réduite de capacités et d'inductances, si ces points coïncident avec un ventre d'intensité ou de tension, pour coupler respectivement par un accord série ou parallèle.

Dans ce cas, la notion de rallonge est évidente.

Un résultat très acceptable est obtenu si la longueur rayonnante AB + ED représente au moins le 1/4 d'onde de la fréquence la plus basse. Les rallonges sont placées dans la station .

D'autres longueurs d'antennes Lévy :

                1 /  Brin rayonnant 2 fois 21.35m descente en échelle a grenouille ou Twin-Lead (100 a 450 ohms) de 16.60m. couverture du 160 m. au 10 m.

                2/  Brin rayonnant 2 fois 20.575m, descente en Twin-Lead (450 ohms) de 30.48m.

 Pour alimenter ces divers types et  longueurs d'antennes Lévy on peut utiliser un Balun  de rapport 4:1 (transformateur d'impédance / Balun) couverture 160 m au 10 m.

Ce balun 1/4 fonctionne en tension. Il est réalisé en bobinant sur un tore en poudre de fer une dizaine de tours d'une ligne bifilaire torsadée en fil 15/10mm. Les enroulements sont reliés comme sur la figure ci-contre, les points noirs marquant le début de l'enroulement.
Pour une puissance supérieure à 100 W, il est nécessaire d'utiliser un tore adéquate et qui ne s'échauffera pas (à cause des pertes fer) dans le noyau magnétique. Un tore de diamètre 50mm genre T200-2 en poudre de fer avec une ligne bobinée en fil émaillé de 15/10mm est suffisante. Pour un transformateur 50W/200W la ligne bifilaire doit avoir une impédance de l'ordre de  100 d'ohms

Le signal appliqué à l'entrée asymétrique coaxiale sur l'enroulement 1-2 a une amplitude U. Les deux enroulements sont câblés en série comme un auto-transfo de rapport 1:2 en tension (et en courant) ce qui donne un rapport de transformation d'impédance de 1/4.
Par rapport à la terre les tensions en A et A' sont en opposition de phase mais symétrique.