14BE102/Laurent
Administrateur 14BE102
Offline
Joined: 06 Apr 2008
Posts: 124
Localisation: Boulogne sur mer JO00TR  
|
 Posted: Wed 7 May - 11:27 Post subject: Usage des polarisations d'antennes |
 |
|
Usage des polarisations
Définitions:
La polarisation d'une antenne est celle du champ électrique de l'onde qu'elle rayonne ou qu'elle reçoit de façon privilégiée, par exemple au travers de son lobe principal.
Si le vecteur champ électrique de l'onde rayonnée par l'antenne se trouve toujours dans le même plan, du moins tant que l'onde ne subit pas une réflexion sur le sol ou un obstacle, la polarisation est dite linéaire. Sinon la polarisation de l'onde est elliptique avec le cas particulier de la polarisation circulaire. Une polarisation linéaire peut être horizontale ou verticale.
Polarisation de quelques antennes:
Polarisation horizontale
(a) - cadre de cubical quad ou boucle horizontale ou verticale
(b) - dipôle horizontal, doublet, Lévy-centerfed, long-fil horizontal
(c) - lazy H ou antenne rideau
(d) - delta loop
(e) - yagi horizontale
Polarisation verticale
(f) - delta loop
(g) - yagi verticale
(h) - boucle verticale ou élément de quad
(i) - ground-plane, antenne verticale
(j) - bobtail curtain
Antennes à polarisation elliptique
L'antenne turnstile (k) ou l'antenne composée de deux yagis croisées alimentées par une ligne de déphasage ont une polarisation elliptique ou circulaire tandis que l'antenne hélice (l) est bien connue pour sa polarisation circulaire
Le type de polarisation convient mieux à certaines applications. Ainsi, les polarisations circulaires sont principalement utilisées lorsque des communications via des satellites sont effectuées. La rotation du satellite jumelée à la transition dans l'atmosphère terrestre fait en sorte qu'un plan, soit l'horizontal ou le vertical, soit plus affecté que l'autre selon les conditions. Ainsi, si nous nous limitions à une seule polarisation, il serait à l'occasion très difficile d'effectuer des contacts. Ainsi, la mise en phase des deux plans permet d'éviter ces difficultés. La polarisation verticale est utilisée dans les bandes VHF et plus hautes pour des communications locales. L'atténuation étant plus faible pour les communications locales jumelées au fait que la longueur d'onde soit plus courte permet d'avoir un bon rendement avec ces types d'antennes. L'usage de ce type de polarisation est aussi possible dans les bandes HF afin d'avoir un angle de rayonnement plus bas permettant ainsi de meilleurs contacts DX. Par contre, un bon plan de sol est requis pour l'antenne lorsque nous l'utilisons dans les bandes basses. La polarisation horizontale est plus utilisée lorsque nous devons capter de faibles signaux. Le niveau d'interférence étant plus bas avec ce type de polarisation, la réception de signaux faibles ou éloignés est moins perturbée. Les antennes de télévision sont un bon exemple. Les télédiffuseurs transmettent sur le plan horizontal afin de permettre aux téléspectateurs distants de bien recevoir les signaux.
Caractéristiques des polarisations
Une atténuation de près de 40dB est observée lorsque nous utilisons deux polarisations différentes dans les bandes micro-ondes. Ainsi, si une antenne transmet à la verticale et la seconde à l'horizontale, une différence de signal de 40dB peut être observé sur le signal reçu versus le signal transmis à chaque antenne. Ceci pouvant transformer un bon signal en un signal médiocre. Ce phénomène est principalement observable dans les bandes UHF et plus pour ne pas dire les bandes SHF (micro-ondes). L'atténuation est plus faible dans les bandes VHF et HF puisque les ondes sont plus longues et moins affectées par les polarisations. Ainsi, l'atténuation peut être de l'ordre de 20dB pour les bandes basses. Étant donné l'effet de l'atmosphère sur les signaux, le fait d'utiliser des polarisations différentes en HF ne fera pas une grande différence puisque l'atmosphère affecte les signaux et nous ne savons jamais selon quelle polarisation l'onde reviendra sur terre. L'onde étant plus longue, l'effet d'atténuation entre les polarités est moins prononcée. Pour les bandes HF, le fait d'utiliser une polarisation verticale plutôt que horizontale permettra d'avoir un angle de départ plus faible ce qui favorisera les contacts DX. Voici quelques caractéristiques pour chacun des types de polarisations rencontrées :
Horizontale :
· Peu de bruit électrique
· Meilleure sensibilité aux signaux faible
· Angle de rayonnement généralement plus élevé par rapport au sol favorisant ainsi de bons contacts locaux
· Grands espaces requis pour le déploiement
Verticale :
· Bruit électrique plus présent dans les bandes HF
· Optimisation de l'espace occupé par l'antenne
· Nécessite généralement un bon plan de sol (Ground)
· Plus enclin à causer de l'interférence dans les bandes HF
· Angle de rayonnement plus bas ce qui aide pour les DX
Circulaire :
· Génère en fait deux polarisations en phase pour éviter les pertes en traversant l'ionosphère et pour compenser la rotation des satellites.
· Rarement utilisé pour des contacts au sol
LES ANGLES DE RAYONNEMENT
La propagation des ondes par réflexion dans les couches de la stratosphère.
Légende du graphique ci-dessus : T = émetteur (Transmitter). R1, 2 et 3 : Récepteurs. A, B, C, D et E : chemins parcourus par les ondes.
Le dipôle
Le dipôle monté près du sol, c’est à dire à moins d’un l/2 a tendance à 'pointer' vers le zénith : ce sont les courbes A et D du graphique ci-dessus pour la journée et C la nuit. Rien ne part à l’horizontale. Donc jamais selon la courbe E. A proximité de l/2 et au delà, le diagramme s’aplatit et on rayonne au dessus de l’horizon, entre 15 et 45° : courbes A et C du graphique en journée et C seulement la nuit, voir même B sur certaines bandes. La courbe C est beaucoup plus puissante et efficace la nuit que le jour.
La verticale
Elle rayonne toujours au ras de l’horizon quand elle est montée au niveau du sol ou au-dessus de quelques radiales l/4. Ce sont les courbes B et E du graphique. Cela correspond aussi à la GP, la demi-onde, la 5/8, la Slim-Jim, la J, etc. Nota : ces deux dernières antennes sont des variantes de la demi-onde. La verticale favorise aussi ’l’onde de sol’ (Courbe E) : on "tire à vue" sur la station du correspondant. Ce type de rayonnement est bien connu des cibistes et est utilisé par toutes les stations PO et GO.
POURQUOI L'UNE OU L'AUTRE ?
En rayonnant vers le haut, un dipôle permet d’atteindre certaines couches de la stratosphère (couche E) qui réfléchissent les ondes vers le sol à courte distance (courbe A). Quand je dis ‘’courte’’, c’est de quelques dizaines à quelques centaines de km qu’il s’agit, selon les bandes, selon le moment de la journée et selon la période de l’année. Plus les effets du cycle solaire…
En tirant vers l’horizon (courbes B et E), la verticale va aller chercher d’autres couches de la stratosphère (couches F) plus loin et faire réfléchir ses ondes vers une bien plus grande distance : plusieurs millier de km du premier coup. Et cela peut se répéter plusieurs fois. C’est d’ailleurs le seul moyen d’atteindre l’Australie et le Japon au départ de chez nous !
Le DX ne se fait pratiquement bien qu’avec une verticale. Surtout si elle est surélevée de façon à ce que la HF passe au dessus des obstacles (il faut alors des radiales l/4 pour en faire une GP) : vu que son angle de départ est très bas, la HF bute très vite sur les arbres, collines, constructions diverses, etc. D’où des pertes de signal.
Le DX se fait aussi (et encore mieux) avec une beam mais alors pour une autre raison : de par sa conception et sa hauteur, elle rayonne comme une verticale mais en concentrant bien plus son énergie et dans une seule direction, en forme de ‘’pinceau’’. C’est un spot ou un phare ‘’longue portée’’ de voiture.
Sur 11 mètres , nous communiquons aussi bien en liaison directe que par réflexion ionosphérique , lorsque que la bande est favorable au DX de plus avec des stations mobiles , comme nous venons de le lire plus haut, il est impossible de prévoir la polarisation de l'onde ayant subie des réflexions sur le sol ou sur les couches de l'ionosphère , d’où l’intérêt de disposer des deux types d'antennes et de pouvoir basculer d’une polarisation à l’autre en fonction du contact à établir.
IMPORTANT A RETENIR
Toutes les antennes rayonnent, même les plus mauvaises. Le fait qu’un tel a fait un DX avec une antenne Y ne signifie absolument pas qu’elle est valable. S’il a fait S8 avec une antenne ‘’gadget’’, vous auriez probablement fait S9+20 avec un dipôle.
Exemple : un petit RX toutes gammes de poche comme le Sony ou le Grundig testés dans NMRevue de janvier 2004 permet d’écouter le DX du monde entier avec une antenne télescopique de 80cm. Essayez seulement de faire un ‘’DX’’ de 30km en émission avec une telle antenne ! Pourtant, il en existe une qui est commercialisée. On rapporte de vrais DX avec ça. Mais elle a un ‘’gain’’ de -30dB (sans radiales mais à hauteur égale)… Un relevé de mesures comparatives précises avait été publié par un site web américain en vue d’attribuer des handicaps lors d’un concours en QRP portable.
Synthèse faite à partir des articles de F5ZV et VE2BQA. |
|
FAQ
Search
Memberlist
Usergroups
Register
Profile
Log in to check your private messages
Log in
