2.18.6 Considérations sur la bande passante
La bande radioamateur des 136 kHz est seulement 2.1kHz large (135.7-137.8kHz), donc à première vue, on ne serait pas s'attendre à des problèmes de bande passante avec l'antenne. Mais gardez à l'esprit que 2.1kHz est de 1,5% de 136kHz, de sorte que la bande passante relative est d'environ la même que celle de la bande de 7 MHz (européenne) et même plus que la bande (européenne) de 144MHz. En plus des antennes sont très courtes, ce qui diminue leur bande passante. Donc, dans certains cas, il peut être nécessaire de réaccorder l'antenne lors du changement de fréquence.
Un monopôle vertical court peut être considérée comme une capacité (CA) en série avec une résistance (RA). Pour amener l'antenne à la résonance, une bobine de charge (L) est nécessaire et l'antenne est alimentée par un émetteur qui peut être considéré comme une source de tension (U) en série avec une résistance (RI) où la résistance représente l'impédance de l'émetteur. Si nous supposons que l'émetteur est adapté à l'antenne (SWR 1: 1) à la résonance alors RI est égal à RA.
La bande passante d'une antenne unipolaire verticale courte dépendra de la capacité et de la résistance de l'antenne. Une petite capacité permettra de réduire la bande passante et ainsi sera une faible résistance (on ne peut pas tout avoir ...). Il n'est pas judicieux d'augmenter volontairement la résistance (perte), car cela réduirait l'efficacité de l'antenne, mais un avantage d'une capacité élevée (= grande) d'antenne est une bande passante accrue.
La principale préoccupation est l'augmentation et la réduction du SWR actuel lorsqu'on s'éloigne de la fréquence de résonance. Un monopôle vertical court peut être considéré comme un circuit de résonance série amorti, où C = capacité de l'antenne, L = inductance de la bobine de charge et R = perte de résistance. A la fréquence de résonance L et C s'annuleront mutuellement et l'impédance résistive sera pure (R). On suppose que R est adapté à l'impédance de l'émetteur (le plus souvent 50Ω).
S'éloigner de la fréquence de résonance se traduira par une composant réactive en une série avec R, ce qui diminuera le courant de l'antenne et augmentera le SWR. Si le décalage par rapport à la fréquence de résonance est relativement faible (quelques% seulement = quoi que ce soit dans la bande radioamateur 136kHz ), la valeur du composant réactif peut être donnée:
Exemple:
Supposons que nous avons une antenne avec une capacité de 300pF et une résistance de 60Ω. L'antenne est amenée à la résonnance à 137 kHz. Au bord de la bande inférieure (135.7kHz) le composant réactif X sera 74Ω, à la lisière de la bande supérieure (137.8kHz) il sera 45,5Ω.
Courant d'antenne
Le composant réactif (X) de l'impédance de l'antenne diminuera le courant d'antenne, et donc l'ERP. X peut être calculé à partir de la formule 17.
Nous supposons que l'antenne est adaptée à la résonance (X = 0, SWR = 1: 1). Si nous nous éloignons de la fréquence de résonance, l'antenne aura une certaine composante réactive X et le courant d'antenne diminuera à:
Nous supposons que l'antenne est adaptée à la résonance (X = 0, SWR = 1: 1). Si nous nous éloignons de la fréquence de résonance, l'antenne aura une certaine composante réactive X et le courant d'antenne diminuera à:
Puisque la puissance rayonnée est proportionnelle au carré du courant de l'antenne, on aura :
Exemple:
Supposons que nous avons une antenne avec une capacité de 300pF et une résistance de 60Ω. L'antenne est amené à la résonnance à 137 kHz et adaptée à l'impédance du TX à cette fréquence. Le courant de l'antenne diminue à 85% du courant maximal à l'extrémité de la bande inférieure (135.7kHz) et à 94% à la limite de bande supérieure (137.8kHz). La puissance rayonnée diminuera à 72% (-1.4dB) au bord de la bande inférieure et 87% (-0.6dB) au bord de la bande supérieure.
D'autre part, si une certaine perte de puissance (perte) est acceptable, la bande passante (B) du système d'antenne est:
Pour 136kHz, la largeur de bande peut être calculée à partir de la perte de puissance maximale admissible, la résistance et la capacité d'antenne (ou de la bobine de charge) :
Exemple:
Supposons que nous avons une antenne avec une capacité de 300pF et une résistance de 60Ω. L'antenne est amené à la résonnance à 137 kHz et adaptée à l'impédance du TX à cette fréquence. Si la perte de puissance acceptable est 0.5dB, alors Ploss = 0,11. En se basant sur la formule 14 de la bande passante de l'antenne sera 1,5kHz.
Rapport d'ondes stationaires (SWR)
Outre la diminution du courant d'antenne et la puisssance rayonnée, le composant réactif X augmentera également le SWR.
En supposant que le SWR à la résonance (X = 0) est de 1: 1, une réactance X en série avec R augmentera la SWR à:
En supposant que le SWR à la résonance (X = 0) est de 1: 1, une réactance X en série avec R augmentera la SWR à:
Si la différence de fréquence est faible, et donc le SWR n'est pas trop élevé, la formule peut être simplifiée comme suit :
La formule 23b aura une précision de 10% ou mieux si le résultat est un SWR plus petit de 3:1. Pour des SWR plus élevés, utiliser la formule 23a.
Pour 136kHz, le SWR peut être directement calcul à partir de Δf,R et C (ou L) :