2 Antennes verticales courtes

2.1 Antenne monopôle vertical

La plupart des radioamateurs sont familiers avec le quart d'onde vertical, antenne monopolaire, souvent aussi appelée «antenne Marconi". Elle fait un quart d'onde de long, elle est alimentée par rapport au sol (éventuellement améliorée par un système de radiales), et présente une résistance de rayonnement de 36Ω. Les dimensions d'une antenne verticale quart d'onde peuvent convenir à partir de la bande des 40m et au-delà, bien que certains radioamateur courageux en possèdent même pour le 80m et le 160m. Mais pour 136kHz  l'antenne mesurerait plus de 500m (1500ft) de haut, ce qui sans aucun doute est au-delà de la portée de tout radioamateur.

Ainsi, en LF (ondes longues) il n'y a pas d'autre moyen que d'utiliser un monopôle vertical qui sera excessivement plus court qu'un quart d'onde.
Quand un monopôle vertical est inférieur à un quart d'onde (sa résonance naturelle) certaines choses changent:

• la résistance de rayonnement diminuera à mesure que l'antenne est courte
• le gain d'antenne (directivité) va légèrement baisser, mais cet effet peut être négligé (moins de 0,5 dB)
• l'impédance de l'antenne aura un composant capacitive
• la perte du sol va augmenter à mesure que l'antenne devient  plus courte (voir la théorie de l'empreinte)

L'effet de la longueur de l'antenne sur la résistance de rayonnement et le gain de l'antenne peut être vu sur la première illustration à droite.

Ainsi, contrairement à ce  que beaucoup pensent, le gain d'antenne d'un court monopôle vertical est seulement 0.4dB moins que celui d'un quart onde verticale fullsize (même si ce court monopôle n'est seulement qu'une fraction de la longueur d'onde). Néanmoins, la performance d'un court vertical monopôle est -20dB à -40dB inférieur à celui d'un quart d'onde
vertical, parce que le rendement (le rapport entre la résistance de rayonnement et les résistances de perte) diminue rapidement à mesure que l'antenne devient plus courte.

Exemple :
1. Un quart d'onde vertical a une résistance de rayonnement de 36Ω et une résistance de perte (perte de masse) de 10Ω. L'efficacité de cette l'antenne est :

(36 / (36 + 10)) * 100% = 78,3% (soit -1.1dB)

2. Un monopôle vertical de moins de 1% de longueur d'onde a une résistance de rayonnement de 0,04Ω, alors qu'il y a une perte de massede 50Ω et
une perte dans la bobine de charge de 20Ω. L'efficacité de cette antenne est :

(0,04 / (0,04 + 50 + 20)) * 100% = 0,057% (ou -32.4dB)

En conséquence, le quart d'onde vertical surpasse le monopôle vertical court de 31.7dB  (31.3dB efficacité + 0.4dB gain antenne).
La deuxième illustration montre "gain global" (efficacité + gain d'antenne) d'une antenne moyenne en fonction de sa longueur.

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