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2.4 Antenne à chapeau capacitif

figure016Pour des raisons pratiques de nombreuses antennes à charge verticale sont pourvues de fils en pente.
Ce genre d'antenne est appelé antennes à chapeau capacitif . Le fil d'une charge verticale en pente a 2 effets contradictoires sur la résistance de rayonnement (RA) de l'antenne.

D'une part il augmente la capacité de la charge verticale et augmente RA, mais d'autre part, il introduit au travers de la verticale un «courant descendant» qui annule une partie du courant  (montant), diminuant ainsi RA.
L'influence de ces deux effets dépend du nombre de fils de la charge verticale , de leur longueur et de leur angle d'inclinaison. John Sexton (G4CNN) a fait développer un modèle mathématique pour les antennes-cadres dans le but d'optimiser les paramètres (nombre de fils, longueur et d'angle en pente) pour un maximum résistance de rayonnement.
Des calculs détaillés comment optimiser la pente et la longueur des fils de la charge verticale peuvent être trouvés ici.
Supposons une antenne à chapeau capacitif d'une hauteur d'unité (1) et de n fils pour la charge verticale de longueur L possédant une pente d'angle ß. Les fils de la charge certicale feront office de «blindage» de la partie verticale sur une longueur X = L * cos (ß).
Le gain (en dB par rapport à une verticale sans charge verticale) sera :

 

figure017Les diagrames ci-dessous donnent le gain relatif d'une antenne chapeau pour des angles de pente 30,45 et 60 degrés - en fonction de la longueur de la zône de protection (X) et le nombre de fils constituant la charge verticale  :

figure018

 

Comme on peut s'y attendre des angles de pente plus élevés donneront de meilleurs résultats, mais notez également que pour certain angles de pente un grande nombre de fils courts de charge verticale sont plus efficaces que quelques longs.

LA formule ci-dessus présume que les fils de la charge verticale ne s'affectent pas mutuellement. En pratique ce ne sera vrai dans le cas de nombreux fils courts, le gain effectif sera inférieur à celui calculé.

 

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Traduction de l'article de ON7YD   http://www.on7yd.strobbe.eu/136ant/