antenne HF

Quelle antenne HF choisir ?

Quelle antenne HF choisir ?

Difficile et parfois complexe de répondre à cette question, pour cela il vous faudra prendre en considération plusieurs paramètres et détenir quelques connaissances.

Nous n’allons pas vous expliquer la différence entre toutes les antennes HF existantes car ce blog ne suffirait pas à lui tout seul, mais nous allons vous donner quelques éléments et les outils pour vous aider au mieux dans votre recherche.

 

Généralités antenne d’émissions HF.

Est une antenne tout conducteur (même un simple fil !) dont la longueur n’est pas négligeable devant la longueur d’onde et qui sera parcourue par un courant HF. Elle génèrera alors un champ électromagnétique complexe.

Votre antenne devra rayonner le maximum de la puissance que peut fournir un émetteur. Votre liaison entre l’émetteur et l’antenne se fera avec une ligne adaptée. L’ensemble « antenne, ligne et émetteur » aura des caractéristiques électriques adaptées à votre antenne (antenne adaptée à la puissance d’émission de votre Transceiver).

Ensuite on cherchera à ce que le maximum de la puissance consommée par l’antenne soit effectivement rayonné (rendement électrique de l’antenne).

Enfin, on installera l’antenne dans un environnement (géométrie, position, hauteur au-dessus du sol, etc.…) tel que le rayonnement soit maximum dans une direction privilégiée (directivité, gain de l’antenne).

 

La propagation des ondes :

Contrairement à la gamme VUHF, vous allez pouvoir grâce à la gamme HF réaliser des communications longues distances, voir même transcontinentales.

Pour cela il existe deux phénomènes physiques de transmissions :

  • La propagation Ionosphérique

Elle sera celle qui vous permettra les communications les plus longues. Les ondes ayant une fréquence comprise entre 3MHz et 30MHz seront réfléchies par la ionosphère.

La ionosphère, se situant entre 70km et 300km, est elle composée de plusieurs couches plus ou moins ionisées favorisant la conduction électromagnétique et la réflexion des ondes.

Les conditions de propagations sont d’une grande variabilité tant en temporelle qu’en spatiale, on trouvera des zones de dispersion (l’onde se divise en plusieurs ondes similaires), de silence (zone au sol ne réceptionnant aucune onde), de fading (diminution temporaire de l’intensité de l’onde).

Pour vulgariser cela, même si des paramètres seront nécessaires (fréquences, saisonnalité, météo solaire, hauteurs de couches…)  :

 Plus l’angle de réflexion sera grand plus l’élongation des distances de transmissions sera grande.

En résumant il faudra qu’un maximum de la puissance d’émission soit dirigé vers le ciel afin qu’une réflexion soit faite dans ces couches.

  • Propagation Onde de sol

L’onde de sol est une onde de surface. Elle se propage en suivant la surface de la Terre comme une onde suivant la ligne de la courbure de la Terre.

La ligne, ici est le sol.

S’il est bon conducteur (océan, marais…) l’affaiblissement du champ électrique sera modéré et la portée sera plus grande, surtout sur les fréquences plus élevées.

S’il est isolant (sol gelé, désert…), l’onde de sol sera atténuée très rapidement.

Il faudra que le maximum de la puissance d’émission soit dirigé vers une ligne parallèle au sol.

 

La polarisation de votre antenne HF

 

La polarisation Horizontale :

Ces antennes sont peu sensibles aux « bruits » électriques et elles auront une meilleure sensibilité aux signaux faibles.

De par leurs conceptions et leurs mises en œuvre elles ont un angle de rayonnement beaucoup plus élevé et seront plus efficace pour les communications longues distances (propagation ionosphérique).

A contrario ces antennes nécessiteront une plus grande surface d’implantation.

 

La polarisation Verticale :

Ces antennes sont très perturbées par les bruits dans la bande HF, leurs conceptions offrent un angle de rayonnement beaucoup plus bas favorisant les liaisons en onde de sol.

Mais elles nécessiteront un excellent plan de masse si vous voulez éloigner vos communications. Le faible encombrement de ces types d’antennes favorisa également l’implantation dans les espaces restreints.

Pour une liaison par onde sol directe , les antennes émissions et réceptions doivent être de même polarisation. Des polarisations orthogonales peuvent entrainer une atténuation de plus de 20 dB

Pour une liaison par réflexion ionosphérique, l’onde réfléchie par l’ionosphère étant de polarisation plus ou moins elliptique selon les paramètres de la liaison, la polarisation de l’antenne de réception vous importera peu.

Les bruits industriels étant surtout à polarisation Verticale, une antenne à polarisation Horizontale sera préférée en zone urbaine.

L’idéal étant bien sûr de détenir les deux types d’antennes favorisant la diversité de polarisation en vous adaptant à chaque situation.

 

Quelle antenne HF choisir ?

Il n’existe malheureusement pas de solution miracle car il y a autant de types d’antennes HF que de situations d’environnements (urbain, désertique) de natures de sol (mer, sable, marais…).

Une bonne connaissance de ces éléments que nous venons de détailler vous guidera vers l’antenne aux caractéristiques les plus adaptées à vos transmissions, et pourquoi pas en créer une par vous-même !

Enfin si toutefois vous jugez que la mise en œuvre de ces solutions HF est trop complexe, vous pourrez vous tourner vers les communications Satellite !

Voici les éléments à prendre en compte :

  • Les dimensions d’une antenne sont relatives à la longueur d’onde électrique (λ) et de la fréquence de travail.
  • Plus une antenne est petite (<λ/4), plus son rendement tend à diminuer et plus son rayonnement tend à être isotrope (dans toutes les directions).
  • Plus une antenne est petite (devant lambda) et plus sa bande passante sera étroite après l’avoir accordée, ou alors, elle aura des pertes excessives.
  • Quelle distance de communication souhaitez-vous mettre en place ? (type de propagation « onde de sol ou ionosphérique »).
  • Choisir une puissance d’émission adaptée
  • Pour une antenne dipôle, l’angle vertical maximum du premier lobe dépendra principalement de la hauteur électrique moyenne du dipôle au-dessus du sol. (Polarisation horizontale).
  • Pour un monopole, l’angle vertical du lobe principal ne dépend que de la qualité électrique du plan de sol horizontal (naturel ou artificiel) (Polarisation verticale). Plus la qualité électrique du plan de sol est bonne plus les émissions seront éloignées. Par exemple : une antenne monopole (fouet) utilisé en maritime (mer salée) sera plus efficace pour les émissions longues distances que la même antenne utiliser dans le désert.
  • Bien connaitre son environnement (Urbain, désert, mer…) et la surface disponible d’installation.

La réponse à ces questions et le bon choix d’antenne pourront être responsables pour moitié de la qualité et la réussite de vos transmissions. La maitrise et la connaissance de cette gamme vous apporteront le reste.

 

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