Par F4JRR Opérateur Fernand.
Introduction
L’antenne fouet raccourcie par self est un modèle couramment utilisé sur les véhicules pour la Citizen Band (CB) en 27 MHz. Conçue pour compenser la réduction physique de la longueur d’onde, elle permet une installation mobile efficace tout en s’adaptant aux contraintes des véhicules légers. Cet article explore son fonctionnement, ses avantages, ses limites et les meilleures pratiques d’installation.
1. Principe de l’antenne raccourcie par self
1.1 Pourquoi raccourcir une antenne ?
Une antenne quart d’onde en 27 MHz mesure environ 2,75 mètres. Cette longueur est difficilement compatible avec un montage mobile sur un véhicule. Pour réduire la taille tout en maintenant une résonance correcte, on utilise une self de raccourcissement.
1.2 Fonctionnement de la self de raccourcissement
La self est une bobine insérée dans le circuit rayonnant de l’antenne. Elle compense l’inductance nécessaire pour simuler une antenne de longueur physique réduite.
Self en base : améliore l’adaptation d’impédance mais pénalise le rayonnement.
Self au centre : meilleur compromis entre rendement et adaptation.
Self en sommet : Très rare, car inefficace pour l’adaptation.
2. Le quart d’onde réel est-il le meilleur choix ?
L’antenne quart d’onde 2m75 est souvent considérée comme la référence pour une installation mobile en raison de sa simplicité et de ses performances globales. Elle offre un bon compromis entre rendement, encombrement et facilité d’adaptation à l’impédance du système. Cependant, il serait réducteur de la considérer comme la solution idéale en toutes circonstances.
Théoriquement inférieure en rendement, une antenne raccourcie par self peut néanmoins surpasser une vraie quart d’onde. Plusieurs facteurs peuvent jouer en sa faveur :
Fixation optimisée : Une antenne plus courte peut être montée au centre du toit du véhicule, maximisant ainsi son rayonnement. Une quart d’onde mal positionnée (ex. sur une fixation latérale) perdra son avantage théorique.
Plan de masse limité : Certaines antennes raccourcies sont mieux adaptées aux installations sur des véhicules avec un faible plan de masse.
Conditions réelles d’utilisation : Une antenne de 2,75 m en mobile est souvent contraignante et peut être soumise à des flexions excessives, perturbant son efficacité et amenant du QSB (fading). De plus si on l’a positionne sur le toit du véhicule (emplacement idéal) il faudra faire attention avec les hauteurs de ponts, portiques, tunnels , branches d’arbres etc… sans oubliez de rouler a une vitesse modérée. Une version raccourcie plus rigide et mieux maintenue peut offrir de meilleures performances et être plus pratique d’utilisation.
Comparaison d’une antenne raccourcie avec une 1/4 d’onde pleine longueur
Il existe plusieurs modèles d’antennes commercialisées, 5/8 , 7/8, 1/2 onde, mais c’est bien le 1/4 onde raccourcis qui est le plus courant.
Deux techniques principales sont utilisées pour compenser la réduction de longueur :
La bobine de charge et la charge hélicoïdale.
Ces deux approches ont des impacts distincts sur les performances.
Différence entre bobine de charge et charge hélicoïdale
1. Bobine de charge
Une bobine de charge est un enroulement de fil conducteur formant une inductance insérée dans l’antenne. Elle compense électriquement la réduction de la longueur physique en prolongeant artificiellement l’onde radioélectrique.
Types de bobines de charge
Bobine de base : Placée à la base de l’antenne, elle est simple à réaliser mais entraîne des pertes plus élevées car la partie rayonnante est réduite.
Bobine centrale : Située au milieu de l’antenne, elle améliore l’efficacité en augmentant la partie rayonnante au-dessus de la bobine.
Avantages
✅ Meilleur rendement qu’une charge hélicoïdale à longueur égale.
✅ Adaptable selon l’emplacement de la bobine (base, centre).
✅ Moins de pertes résistives que la charge hélicoïdale.
Inconvénients
❌ Plus encombrante qu’une antenne hélicoïdale.
❌ Nécessite un plan de masse efficace pour de bonnes performances.
2. Charge hélicoïdale
Dans une charge hélicoïdale, toute l’antenne est constituée d’un fil conducteur enroulé en spirale autour d’un support (généralement une fibre de verre). L’ensemble fonctionne comme une antenne raccourcie avec une distribution de charge sur toute sa longueur.
Avantages
✅ Design compact, antenne plus courte et plus robuste.
✅ Fonctionne avec un plan de masse réduit (ex. véhicules en fibre de verre, motos).
✅ Facilité d’installation en raison de sa taille réduite.
Inconvénients
❌ Rendement plus faible qu’une antenne à bobine de charge.
❌ Pertes plus élevées dans le fil et le support (surtout en basse qualité).
❌ Bande passante souvent plus étroite.
3. Comparaison des performances
Si l’objectif est la performance, une antenne avec bobine de charge bien placée (idéalement centrale) est préférable, car elle offre un meilleur rendement.
Si l’encombrement et la facilité d’installation priment, une antenne hélicoïdale est un bon choix, notamment pour des véhicules avec un plan de masse limité ou une surface de masse réduit.
Qualité des matériaux et conception
3.1 Influence des matériaux sur la performance
Self : fil de cuivre ou tube en laiton, de préférence argenté pour limiter les pertes ohmiques.
Fouet : inox ou fibre de verre (moins performant mais plus résistant).
Connectique : Connecteurs de qualité et soudures soignées
3.2 Impact du diamètre et de la conception de la self
– Une self avec un diamètre important et un fil de forte section réduit les pertes.
– Une self trop serrée augmente la résistance et diminue le rendement.
4. Installation et plan de masse
4.1 Type de fixation : magnétique, perçage ou gouttière ?
Le meilleur choix en termes de performances est l’embase à percer, offrant une liaison directe avec la carrosserie.
4.2 Meilleur emplacement sur le véhicule
Le positionnement de l’antenne influence directement son efficacité.
Exemples d’installations et rayonnement
Cas particuliers : Camping car, voiture sans permis, bateaux…
L’installation d’une antenne CB sur un véhicule non métallique présente un défi majeur lorsque la carrosserie n’est pas en métal (fibre de verre, plastique, aluminium sandwich, bois ). Contrairement aux véhicules classiques qui offrent un bon plan de masse naturel, ces structures nécessitent des solutions alternatives pour garantir un bon rayonnement et minimiser les pertes.
1. Problématique du plan de masse.
Sur un véhicule métallique, la carrosserie joue ce rôle en servant de contrepoids électrique, permettant un bon rayonnement.
1.1 Problèmes posés par une carrosserie non métallique
Pas de surface conductrice pour le retour de courant RF, ce qui entraîne un ROS élevé et une mauvaise efficacité.
– Champ de rayonnement asymétrique, pouvant provoquer des pertes importantes.
– Risque accru d’interférences et de couplage avec l’électronique embarquée du camping-car.
1.2 Solutions pour compenser l’absence de plan de masse
1. Utiliser une antenne sans plan de masse (à radians intégrés ou à base capacitée).
2. Créer un plan de masse artificiel à l’aide de fils radiaux ou d’une plaque métallique.
3. Installer l’antenne sur un support conducteur relié au châssis.
2. Choix de l’antenne pour un camping-car
2.1 Antennes adaptées à une installation sans plan de masse
Certaines antennes sont conçues pour fonctionner sans carrosserie métallique, notamment :
Antennes à radians intégrés : elles possèdent un seul ou plusieurs brins métalliques à leur base qui remplacent le plan de masse.
Exemple : Antenne type boomerang ,GP raccourcis ou avec fils radiaux.
Antennes a capacités couplées : conçues pour se fixer sur des surfaces non métalliques et compenser l’absence de contrepoids. Antenne Marines.
Antennes de type hélicoïdale : elles nécessitent moins de plan de masse mais une adaptation d’impédance correcte.
2.2 Inconvénients des antennes raccourcies avec self en base
Les antennes fouets raccourcies (self en base) ne sont pas recommandées pour les véhicules non métallique car elles ont une forte dépendance à un bon plan de masse. Leur utilisation sur un camping-car par exemple sans solution de compensation entraînera une perte de performances importante.
3. Emplacement et options de montage
Plaque métallique sous l’antenne : pour améliorer le plan de masse, fixer une plaque métallique d’au moins 50 x 50 cm sous l’antenne.
Connexion au châssis : si possible, relier l’embase d’antenne au châssis du camping-car avec une tresse de masse de bonne section.
Utilisation de radians artificiels : ajouter 2 à 4 fils en cuivre de 2,75 mètres pour simuler un contrepoids
Cette solution efficace n’est pas toujours évidente a mettre en place
4. Raccordement et réglage
4.1 Type de coaxial recommandé
Utiliser un câble faible perte type RG-213 ou Aircell 7, surtout pour des longueurs supérieures à 5 mètres.
Soigner les connexions avec des fiches PL-259 de qualité.
4.2 Vérification du ROS
Après installation, mesurer le Rapport d’Ondes Stationnaires (ROS) à l’aide d’un ROS-mètre :
Un ROS inférieur à 1.5 est idéal.
Si le ROS est élevé (>2.0), vérifier la mise à la masse et ajuster la longueur des radians ou du brin.
Éviter les longueurs de câble coaxial « compensatoires » qui ne corrigent pas un mauvais plan de masse.
Conclusion
L’antenne fouet raccourcie par self constitue un bon compromis pour une utilisation mobile en 27 MHz. Bien que son rendement soit inférieur à une antenne quart d’onde pleine longueur, Une installation soignée garantira une portée optimale et un bon fonctionnement en permettant de limiter les pertes.
Points clés à retenir :
– Privilégier une self bien dimensionnée et des matériaux de qualité.
– Optimiser l’emplacement et la mise à la masse pour limiter les pertes et améliorer le rayonnement.
– Vérifier et ajuster le ROS après installation pour maximiser les performances.
Un bon réglage et une installation rigoureuse permettent d’exploiter efficacement une antenne raccourcie, malgré ses limitations intrinsèques.
L’installation avec une embase à percer et une position centrale sur le toit est idéale mais souvent remplacé par une embase magnétique pour éviter de détériorer le véhicule.
Compilé et argumenté par F4JRR Opérateur Fernand.
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