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2.7 Antenne verticale avec charge verticle inductive

figure021Une autre façon d'améliorer la distribution du courant sur l'antenne est de placer à bobine de chargement à un point élevé (HL) de l'antenne.
Comme la tension est construite au-dessus de la bobine de charge, seule la partie de l'antenne au-dessus la bobine sera portée à une haute tension. La tension au niveau de la partie inférieure de l'antenne est négligeable de sorte que le courant d'antenne ne «disparaîtra» pas au travers de la capacité C1, mais il "disparaîtra" seulement au travers de  C2. Le courant d'antenne en dessous de la bobine de chargement restera à la valeur maximale et le résultat sera une amélioration du courant moyen :

figure022

La résistance de rayonnement d'une antenne verticale avec une bobine de charge en hauteur est :

figure023

Pour 136 kHz cela donne :

figure024

figure025Exemple :

Supposons que nous avons un fil vertical 10m de haut (3 mm de diamètre) et 60 Ω de pertes environnementales. Si l'on place une bobine de charge élevée à 5m de hauteur, la résistance de rayonnement augmentera de 8.2mΩ (1) à 18.5mΩ (2) (il en résulte un gain théorique de 3.5dB). Mais à 5m de hauteur, nous aurons besoin d'une bobine de charge de 40.4mH, à un Q = 300 la perte dans la bobine sera de116Ω. Cela porte le total des pertes à 176Ω.
Si nous appliquons une puissance de 100W à l'antenne, nous aurons un courant d'antenne de 0.75A, il en résulte une puissance rayonnée de 10.5mW et une tension de 26kV aux bornes de la bobine de charge. Tenant compte du gain de 2.6dBd la ERP sera 19.1mW, ce qui n'est  seulement qu'une amélioration de 1,4 dB par rapport à la même antenne sans bobine de charge en hauteur.

Développement :

(1) voir formule [1a]

(2) voir formule [8a]

Comme le montre l'exemple, une charge verticale inductive a aussi un inconvénient:
La bobine de charge doit être résonant à la capacité de la partie supérieure de l'antenne(C2), ce qui signifie que  plus la bobine est placée haut, plus l'inductance doit être plus grande.  Une bobine plus importante signifie des pertes dans celle-ci plus importantes et à partir d'une certaine hauteur, la perte supplémentaire induite par la bobine plus impmortante ne peut pas être compensée par l'amélioration de la distribution du courant, comme vous pouvez le voir dans le graphique à droite. Excepté que la tension aux bonres de la bobine de charge augmente, un montage stable d'une bobine de charge en hauteur crée également des problèmes mécaniques.

 

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