Dipôle replié sur THF -
Principe
Le
dipôle replié se rencontre principalement dans deux
applications : les antennes yagi multi-éléments
et les antennes 88-108 MHz pour l'écoute de la bande FM
de radiodiffusion. Un de ses avantages par rapport au doublet
demi-onde est sa bande passante plus large, intéressante
sur des bandes relativement larges comme la bande 80m (3,5 à
3,8 MHz) et la bande 10m (28 à 29,7 MHz) ou encore
pour l'écoute des ondes courtes. Sur décamétrique, on utilise une ligne bifilaire court-circuitée à ses deux extrémités et dont un des deux conducteurs est coupé en deux et alimenté en son milieu.
Une autre possibilité est d'utiliser 3 brins, l'impédance est alors 9 fois celle du dipôle demi-onde et la bande passante plus large.
Le dipôle demi-onde replié alimenté par une ligne bifilaire peut être utilisé sur décamétriques en utilisant une boîte de couplage à la sortie de l'émetteur. Dans ce cas un dipôle replié fonctionnant sur 7 MHz pourra également être utilisé sur la bande 21 MHz.
Un des inconvénients du dipôle replié par rapport au doublet demi-onde est sa prise au vent plus importante. Si sa longueur dépasse 20 mètres il est nécessaire de le soutenir au milieu par un potelet isolant.
Le diagramme de rayonnement est comparable à celui du doublet demi-onde.
Impédance au point d'alimentation
Dans l'espace (ou à grande hauteur) l'impédance au point d'alimentation pour deux brins de même diamètre est de l'ordre de 300 ohms à condition que l'espacement entre les deux brins soit faible ( 0,02 à 0,05 lambda). On peut ainsi utiliser du twin-lead 300 ohms pour son alimentation. Pour un dipôle à 3 brins l'impédance est beaucoup plus grande puisqu'elle se situe vers 9 fois 72 ohms, c'est à dire 650 ohms.
On peut considérer qu'un dipôle replié est la mise en parallèle de deux dipôles demi-onde. Pour une puissance donnée, le courant dans chacun des n brins de l'antenne est n fois plus petit que le courant qui circulerait dans un seul brin (cas du dipôle simple). L'impédance au point d'alimentation est égale à n² l'impédance du dipôle simple.
En présence du sol ou d'autres éléments conducteurs (gouttières, antennes, éléments parasites pour une yagi...) l'impédance peut descendre fortement. Un dipôle 80 m à deux brins, dont l'impédance en espace libre serait de 286 ohms, ne présente plus que 128 ohms en son centre quand il est à 10 mètres au-dessus d'un sol réel.
Bande passante
Le graphe ci-contre montre la courbe
de ROS des 3 dipôles
taillés pour la bande 80 mètres. Dans la simulation,
ces antennes sont supposées être dans l'espace. Dans
la réalité, les résultats seront quelque
peu différents et les impédances mentionnées
seront nettement plus basses à cause de la proximité
du sol. La bande passante est mesurée pour un ROS inférieur
à 2. Le pourcentage entre ( ) est celui de la bande passante
par rapport à la fréquence de résonance de
l'antenne.(1) dipôle demi-onde simple : bande passante 200kHz (5%)
(2) dipôle replié à 2 brins : bande passante 400kHz (10%)
(3) dipôle replié à 3 brins : bande passante 500kHz (14%)
Réalisation
Sur décamétrique
on utilise généralement deux fils maintenus entre
eux par des entretoises légères. Dans le cas où
l'espace à l'intérieur de la ligne rayonnante est
occupé par de l'air la longueur physique du dipôle
peut être calculée à l'aide de la formule
: lg = 139/f avec f en MHz.
Ecartement e d'axe à axe entre les deux conducteurs : environ lambda/40 soit :
e = 7/f avec f en MHz.
La longueur lg sera à ajuster en fonction de la hauteur de l'antenne au sol.
On peut aussi utiliser une ligne
bifilaire 300 ohms appelé "twin-lead" constituée
de deux conducteurs isolés et séparés par
un isolant plastique qui lui donne une forme de ruban. Dans ce
cas la longueur physique du trombone doit être multipliée
par le coefficient de vélocité de la ligne utilisée
(de l'ordre de 0,80) et la formule devient : Lphys = 115/f avec f en MHz.
Un dipôle réalisé en twin-lead peut être utilisé en émission avec une puissance ne dépassant pas 100 watts.
Réglages
Pour une antenne réalisée à l'aide d'une ligne bifilaire, l'ajustement de la longueur physique de l'antenne se fait comme pour un dipôle filaire simple. Le but étant de centrer la courbe de ROS en fonction de la bande de fréquence utile.