LE CÂBLE COAXIAL

Par F4JRR Opérateur Fernand

Ligne de transmission RF, courants de mode commun et bonnes pratiques en station.

1. Introduction – Le mythe du « simple tuyau RF »
En radioamateurisme et en CB, le câble coaxial est trop souvent considéré comme un simple élément passif chargé d’acheminer la puissance HF de l’émetteur vers l’antenne. Cette vision est non seulement réductrice, mais techniquement fausse.
Un câble coaxial est une ligne de transmission dont le comportement électromagnétique influence directement :
– l’adaptation de l’antenne,
– le niveau de pertes,
– le rayonnement parasite,
– le bruit reçu,
– et la présence de RF dans la station.
♦ Ignorer ce qui se passe à l’intérieur et à l’extérieur d’un coaxial, en particulier en présence de désadaptation ou d’antennes asymétriques, conduit presque systématiquement à des courants de mode commun, sources de performances dégradées et de comportements RF imprévisibles.

2. Le câble coaxial comme ligne de transmission RF
2.1 Structure et principe physique
Un câble coaxial est constitué de :
– un conducteur central, un diélectrique,
– un conducteur extérieur (écran),
– une gaine de protection.
♦ Contrairement à un simple fil, le coaxial guide une onde électromagnétique confinée entre le conducteur central et la surface interne de l’écran.

2.2 Impédance caractéristique
L’impédance caractéristique du coaxial (50 Ω en radioamateur) dépend exclusivement :
– du diamètre de l’âme,
– du diamètre interne de l’écran,
– de la permittivité du diélectrique.
Tant que la ligne est chargée par une impédance égale à :
– l’onde est intégralement transmise,
– il n’y a pas de réflexion,
– le champ reste confiné,
– le coaxial ne rayonne pas.

3. Courants RF : mode différentiel et mode commun
3.1 Courant en mode différentiel (mode normal)
En fonctionnement normal :
le courant RF circule sur la surface externe de l’âme, et revient par la surface interne de l’écran.
Ces deux courants sont :
– égaux en amplitude,
– opposés en phase,
– confinés à l’intérieur du câble.
3.2 Courant de mode commun
Lorsque le système n’est plus équilibré (antenne asymétrique, désadaptation, absence de choke, environnement conducteur), une partie du courant RF emprunte un chemin non prévu :
👉 la surface externe de l’écran.
Ce courant de mode commun :
– n’est plus confiné,
– rayonne,
– transforme le coaxial en élément actif de l’antenne,
– modifie le diagramme de rayonnement,
– injecte de la RF dans la station.

4. Désadaptation, ROS / TOS et rôle du coaxial
4.1 Onde incidente et onde réfléchie
Une désadaptation à l’antenne entraîne : une onde réfléchie, un ROS supérieur à 1, une variation de tension et de courant le long du coaxial.
Contrairement à une idée répandue, le ROS ne reste pas localisé à l’antenne :
– il affecte toute la ligne,
– il modifie les conditions de retour de courant,
– il favorise l’apparition de mode commun.
4.2 Interaction ROS ↔ courant de mode commun
– Un ROS élevé : accentue les asymétries,
– modifie les impédances vues par l’écran,
– facilite l’excitation de courants parasites.
♦ Ainsi, un ROS “acceptable” au TX n’implique pas un fonctionnement RF sain du système d’antenne.

5. Rayonnement parasite du coaxial
Lorsqu’un courant de mode commun circule :
– le coaxial rayonne,
– son orientation influence le diagramme global,
– le point d’alimentation de l’antenne devient critique.
♦ En HF et particulièrement en 27 MHz, la longueur physique du coaxial peut représenter une fraction significative de la longueur d’onde, rendant ces effets particulièrement marqués :
– variation du bruit reçu selon la position du câble,
– instabilité du ROS selon l’environnement,
– accrochages RF dans la station.

6. Effet de peau et pertes HF
6.1 Effet de peau
En HF, le courant RF ne circule qu’à la surface des conducteurs :
– l’âme et l’écran ne sont utilisés que sur quelques micromètres,
– le diamètre réel influe directement sur les pertes.
– Le placage (cuivre, argent) et l’état de surface jouent un rôle mesurable.
6.2 Pertes du coaxial
Les pertes augmentent avec :
– la fréquence,
– la longueur,
– la qualité du diélectrique.
Elles se répartissent entre :
– pertes ohmiques (conducteurs),
– pertes diélectriques.

7. Facteur de vélocité et longueurs électriques
Le facteur de vélocité dépend du diélectrique :
– PE plein,
– mousse,
– PTFE.
Il conditionne :
– la longueur électrique réelle,
– les lignes accordées,
– les stubs,
– certaines résonances parasites involontaires.
♦ Un coaxial n’est jamais neutre électriquement, même s’il semble “ court ”.

8. Contrôle du mode commun : étouffements et baluns 1:1
8.1 Principe
Un étouffement RF (choke) ou un balun de courant 1:1 :
– n’agit pas sur le signal utile,
– augmente l’impédance vue par le courant de mode commun,
– force la RF à rester confinée.
Il s’agit d’une impédance en mode commun, pas d’un filtre au sens classique.
8.2 Placement
Le choke est efficace :
– Au point d’alimentation de l’antenne, là où l’asymétrie apparaît.
– Un mauvais placement réduit fortement son efficacité, même si le ROS mesuré est bon.

9. Bonnes pratiques techniques en station radioamateur et CB
✔ Considérer le coaxial comme faisant partie de l’antenne
Pas comme un simple câble de liaison.
✔ Toujours maîtriser le mode commun
Antennes asymétriques → choke indispensable
Station bruyante → suspicion immédiate de courant externe
✔ Ne jamais se fier uniquement au ROS
Un ROS correct n’est pas une garantie de propreté RF.
✔ Soigner le routage du coaxial
Éviter les descentes parallèles aux éléments rayonnants
Éviter les parcours proches d’objets conducteurs
✔ Adapter la longueur et le type de coaxial à la bande utilisée
En HF, chaque mètre compte électriquement.
✔ Séparer clairement :
adaptation d’impédance,
confinement du courant,
suppression du rayonnement parasite

Conclusion:
Le câble coaxial n’est ni neutre ni passif.
Il est une ligne de transmission RF active, dont le comportement conditionne directement les performances réelles d’une station radioamateur ou CB.
Maîtriser les courants de mode commun, comprendre la désadaptation et traiter le coaxial comme un élément à part entière du système d’antenne est une étape incontournable pour toute station techniquement saine, silencieuse et reproductible.

Compilé et argumenté par F4JRR Opérateur Fernand 

Si vous le souhaitez, vous pouvez laisser un commentaire en bas de cette page.
Votre avis nous intéresse !

Copyright illimité – F.O.R.S.F® – Création FORSF