Antennes en HF et effet du sol

DL2JML (modération) a écrit:

Ce fil a été déplacé. C'est la suite de la discussion qui a commencé ici:

https://amat-radio-amat-fr.forumactif.com/t1201-presentation-f-21451#6917

"C'est vrai que les antennes, c'est quelque peu miraculeux. C'est tellement compliqué qu'on peut échafauder toutes les théories qu'on veut. Ce qui est important c'est de croire en ce qu'on fait."

Je dis ça parce que je "fais de la radio" depuis 60 ans. Il y avait alors des livres sur les antennes (pas d'Internet et un téléphone peau de chagrin). On y élaborait, par exemple, des théories sur la Levy qui n'ont pas grand chose à voir avec les mesures et calculs que l'on peut faire facilement actuellement.

Je donne un autre exemple qui petit à petit fait son chemin : ne pas chercher à utiliser son antenne sur sa résonance propre. Dans le cas général, la résistance de rayonnement ne sera pas la bonne et dans la bande elle montrera un fort réactif. De toute façon, il faudra un dispositif pour adapter l'antenne à la ligne de transmission et ça ne change quasi rien au diagramme de rayonnement. Pour les multibandes, les résonances sur harmoniques c'est du pipeau; les résonances ne sont pas exactement sur les multiples et en multibande, ça change tout.

Quand on pourra disposer, en HF, d'une méthode pour mesurer le diagramme de rayonnement de nos antennes, je crois que beaucoup de théories vont s'effondrer elles aussi.

Fabriquer des antennes demande beaucoup d'humilité

Le problème auquel on est confronté dans les bandes décamétriques est tout simple: le sol n'est pas suffisamment loin de l'antenne pour être ignoré. Il faudrait qu'il soit à plusieurs longueurs d'ondes de distance pour que son influence soit négligeable et cela demande de très, très grandes tours dans les bandes basses...

Le sol n'est pas non plus modélisable sans connaître des caractéristiques radio-électriques. Cela se fait quand on monte un émetteur de radiodiffusion, mais un amateur a rarement la possibilité de faire ces mesures. Reste le cas de la mer qui se modèle facilement, mais il faut être en bateau.

On ondes métriques ou centimétriques, l'influence du sol peut être minimisée et les théories sur les antennes sont applicables facilement.

Je me suis fait un doublet expérimental, relativement proche du sol. J'ai mesuré ce doublet avec mon nanoVNA. J'ai aussi modélisé géométriquement mon doublet dans EZNEC. J'ai ajusté le les paramètres dans la fenêtre Media pour avoir le même résultat qu'avec le nanoVNA.

Ca me donne quasi les paramètres que l'on peut fixer dans la fenêtre catalogue  
"Ground Characteristics" (Il faut faire Options/Default Ground Const)

En choisissant Average: pastoral, heavy clay (Moyenne : pastorale, argile lourde me dit Google) ce qui correspond à mon sol (lieudit : les terres Franches).

Depuis, j'ai fait une boucle assez proche du sol avec le même paramétrage. nanoVNA et EZNEC converge vers la même impédance. Evidemment le diagramme de champ lointain que calcule EZNEC, je ne peux pas le vérifier... et c'est bien dommage. En écoutant c'est impossible de se faire une idée du diagramme. J'ai un meilleurs rapport signal/bruit qu'avec mon doublet bien que je perde 6 dB; 6 dB que je perds, aussi, hélas, à l'émisssion. Je ne vois pas ces 6 dB dans EZNEC.

Pour les emetteurs de radiodiffusion, je crois qu'on ne s'intéresse qu'à l'onde de sol. EZNEC calcule l'onde de sol; enfin calcule les caractéristiques de l'onde de sol en un point qu'on spécifie. Nous, en HF, on est quasi toujours par réflexion et ça complique tout.

Comment sais-tu que tu perds 6dB à l'émission si tu ne peux pas mesurer le champ lointain?

dl2jml a écrit:

Comment sais-tu que tu perds 6dB à l'émission si tu ne peux pas mesurer le champ lointain?

 
Très simple : mes deux antennes (le doublet à trappes et la boucle) sont opérationelles et éloignées. Il suffit que je commute d'une antenne sur l'autre, tant en réception qu'en émission et dans ce cas c'est mon correspondant qui fait l'évaluation. Les 50 m de câble vers la boucle perdent 0,5 dB sur 7 Mhz.

Si cette boucle est près du sol, disons à une hauteur inférieure à lambda/2, le sol va provoquer des pertes. Si la simulation eznec n'en trouve pas, le modèle de sol ne correspond pas à la réalité.

Reste que 6dB, c'est beaucoup. En plus des pertes, il doit y avoir déformation du diagramme de rayonnement dans des directions moins favorables.

Je ne sais pas simuler dans EZNEC mon antenne à trappes à cause des trapes en câble coaxial dont la fonction de transfert n'est pas celle d'un circuit LC (ça se voit bien avec le nanaoVNA). On peut peut-être passer par un "quadripole Y" (matrice Y) mais ça va devenir un peu trop compliqué pour moi; les matrices c'est loin... très loin.

dl2jml a écrit:

le sol va provoquer des pertes.

Ca me donne une idée car dans EZNEC on peut évaluer les pertes. Je suis toujours dans la traduction et assimilation de la documentation. J'ai vu ça mais la mise en oeuvre du calcul n'est pas triviale. Je croyais que l'effet de sol ne se manifestait que par "le dégagement" de l'antenne. Dégagement est un concepte étranger à EZNEC. Quand on "calcule" l'antenne, il n'y a pas un champ qui indique, par exemple, pertes = 6 dB.

Dégagement est peut-être, en fait, un mixte entre pertes dans le sol et diagramme de rayonnement. C'est compliqué à comprendre car, par rapport à un calcul en espace libre, la présence du sol améliore le gain dans certaines directions et le diminue dans d'autres. De ce que j'ai compis, EZNEC a la capacité d'intégrer les puissances produites à distance (Far Field kidiz) dans la sphère (tout azimut et site). L'auteur dit que les pertes c'est la différence entre cette puissance intégrée et la puissance fournie. Je suis loin de maitriser le mécanisme d'EZNEC pour arriver à ça et je croyais que les pertes ce n'était QUE dans les fils (résistances)

Il ne faut pas que je me disperse trop. Avant de pratiquer attentivement, il faut que je termine cette p'\#/&:##n de traduction de la documentation d'EZNEC. Cette phase m'a usé (un travail de romains). La fin est approche 284/345. En fait il y a acteullement 385 pages mais la fin est un index qui n'est pas à traduire. On verra si quelqu'un est disposé à prendre le relai pour constituer un index en français. Je suis encore loin de cette étape.

Bonjour!
Pour la traduction d'EZNEC, voir avec mon ami F5 JTM, si des fois il ne l'aurait pas.
C'est un passionné d'antennes et de logiciels de simus!
73!

F1AMM a écrit:

De ce que j'ai compis, EZNEC a la capacité d'intégrer les puissances produites à distance (Far Field kidiz) dans la sphère (tout azimut et site). L'auteur dit que les pertes c'est la différence entre cette puissance intégrée et la puissance fournie.

C'est effectivement la définition des pertes: différence entre énergie fournie et énergie rayonnée à l'infini.

F1AMM a écrit:

Je suis loin de maitriser le mécanisme d'EZNEC pour arriver à ça et je croyais que les pertes ce n'était QUE dans les fils (résistances).

Il y a aussi des pertes capacitives (qui peuvent être assez élevées avec du fil isolé) et des pertes dues au fait que le sol dissipe de l'énergie.