Comment calculer la longueur de l'antenne dipôle: calcul et formule

Est-ce que tu vraiment savoir calculer la longueur de l'antenne? Voici Notes et détails de FMUSER à propos du calcul de la longueur de l'antenne dipôle et de la formule pour un dipôle demi-onde.

La longueur d'un dipôle est la principale considération pour déterminer sa fréquence de fonctionnement, et en conséquence, le calcul de la longueur est un élément clé de la conception et de l'installation de toute antenne dipôle que ce soit pour HF, VHF ou UHF, etc.

La plupart des antennes dipôles ont une demi-longueur d'onde et, par conséquent, il est souvent nécessaire de calculer la longueur physique d'une antenne dipôle à demi-longueur d'onde.

Cependant, la longueur physique du dipôle n'est pas exactement la même que la longueur d'onde électrique dans l'espace libre - elle est légèrement plus courte et il est souvent nécessaire de calculer la longueur du dipôle le mieux possible.

Formes d'onde de courant et de tension sur un dipôle demi-onde montrant la nécessité de calculer la longueur d'antenne

Variation de la longueur du dipôle par rapport à la longueur de l'espace libre
Bien que l'antenne puisse être une demi-longueur d'onde électrique ou un multiple de demi-longueurs d'onde, cette longueur physique n'est pas exactement la même que la longueur d'onde d'un signal voyageant dans l'espace libre.

Il y a plusieurs raisons à cela et cela signifie qu'une antenne sera légèrement plus courte que la longueur calculée pour une onde se déplaçant dans l'espace libre en raison de ce que l'on appelle légèrement «l'effet final».

L'effet final résulte du fait que l'antenne fonctionne normalement entourée d'air et que le signal voyage dans un conducteur de longueur finie. Plus précisément, l'effet d'extrémité d'antenne résulte d'une diminution de l'inductance et d'une augmentation de la capacité vers l'extrémité du conducteur d'antenne. Cela permet d'allonger efficacement l'antenne.

On constate que l'effet final de l'antenne augmente avec la fréquence et varie également selon les différentes installations. Le diamètre du fil a également une influence marquée sur cela, comme le montre le diagramme.

Pour un dipôle demi-onde, la longueur d'une onde se déplaçant dans l'espace libre est calculée et multipliée par un facteur "A". Elle se situe généralement entre 0.96 et 0.98 et dépend principalement du rapport de la longueur de l'antenne à l'épaisseur du fil ou tube utilisé comme élément. Sa valeur peut être approximée à partir du graphique:

Facteur A utilisé pour calculer la longueur d'un dipôle

Facteur de multiplication "A" utilisé pour calculer la longueur d'un dipôle

Autre complication, les isolateurs, systèmes d'alimentation et autres objets environnants, tels que la terre, les bâtiments, les arbres, etc., ont un effet notable sur la longueur électrique. Cela peut même dépasser la variation de longueur provoquée par les variations pratiques du diamètre du conducteur.

Cela rend difficile, voire impossible, un calcul précis de la longueur dans des conditions pratiques. En conséquence, il est habituel de déterminer la longueur la plus probable pour l'antenne, de la couper un peu plus longtemps que prévu, puis de vérifier expérimentalement les caractéristiques de l'antenne, en modifiant la longueur physique si nécessaire.

Formule de longueur de dipôle

Il est assez facile de calculer la longueur d'un dipôle demi-onde en utilisant les formules simples données ci-dessous. Deux versions sont données pour ce calcul de longueur - une utilisant la longueur en mètres et l'autre pour la longueur en pouces.

Souvent, une formule pour la longueur d'un dipôle en pieds est considérée comme 468 / fréquence. Ceci peut être dérivé en prenant le chiffre de 492 vu dans la formule ci-dessus et en le multipliant par le facteur typique A ou d'effet final de 0.95. Le chiffre réel dérivé est de 467.48, mais c'est assez proche pour la plupart des applications, d'autant plus que les autres facteurs, y compris les objets à proximité, etc. ont un effet significatif sur la longueur.

Les calculs à partir de ces formules donnent un bon point de départ pour déterminer la longueur d'une antenne dipôle. Cependant, des facteurs comme la proximité du sol et d'autres objets à proximité, comme mentionné ci-dessus, ont également un impact significatif sur la longueur et il n'est pas facile de les déterminer à l'avance.

FMUSER Dipôle FU-DV1 Antenne 

Par conséquent, il est toujours préférable de prolonger l'antenne prototype légèrement plus longtemps que les calculs pourraient l'indiquer, puis de raccourcir l'antenne, en mesurant ses performances à chaque fois. De cette manière, les performances optimales peuvent être obtenues pour cette antenne.

Il est préférable de couper la longueur de l'antenne par petites étapes car le fil ou le tube ne peut pas être remplacé très facilement une fois qu'il a été retiré.

Les programmes de simulation informatique sont normalement capables de calculer la longueur d'un dipôle de façon très précise, à condition que toutes les variables et tous les éléments qui affectent le fonctionnement du dipôle puissent être saisis avec précision afin que la simulation soit réaliste et donc précise. 

Le problème majeur est normalement de pouvoir saisir avec précision les données environnementales réelles pour permettre d'entreprendre une simulation réaliste.

Longueurs d'antenne pour les groupes de radio amateur populaires
Les antennes dipôles sont utilisées dans de nombreux domaines et applications. L'un des principaux domaines où des antennes construites à la maison sont nécessaires se trouve dans la radio amateur. Les antennes dipôles sont souvent construites et érigées pour fournir une antenne pour une bande particulière ou parfois des bandes.

Afin d'avoir une idée des longueurs requises pour les dipôles demi-onde, les longueurs largement utilisées sont données dans le tableau.

Ces longueurs sont largement utilisées comme base pour une antenne dipôle à bande de jambon. Comme déjà mentionné, l'effet de la terre / hauteur ainsi que des objets voisins peut modifier la longueur de résonance naturelle requise, donc un peu d'expérimentation est normalement nécessaire.

Il est relativement facile de calculer la longueur d'une antenne en théorie. En pratique, de nombreux autres facteurs ont un impact majeur sur la longueur. De nombreux programmes de conception d'antennes aideront à réduire les erreurs, mais dans la pratique, il est difficile de prédire l'effet des bâtiments, des arbres et de la topologie générale de la Terre et ces facteurs affecteront l'antenne. Il est toujours préférable de calculer la longueur du dipôle le mieux possible et de l'ajuster pour une performance optimale in situ.

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