Le dipôle : une antenne polyvalente et performante
Par F4JRR Opérateur Fernand.
Origine et historique
L’antenne dipôle est l’un des premiers types d’antennes développés dans l’histoire des télécommunications. Son invention est attribuée à Heinrich Hertz en 1886, lorsqu’il a démontré expérimentalement l’existence des ondes électromagnétiques, prédites par James Clerk Maxwell. Hertz utilisait un dipôle alimenté par des étincelles pour générer et détecter des ondes radio.
Par la suite, Guglielmo Marconi et d’autres pionniers de la radio ont exploité cette antenne pour les premières transmissions à longue distance. Le dipôle a évolué avec l’apparition des baluns dans les années 1930, permettant son adaptation aux lignes d’alimentation coaxiales modernes.
Définition et caractéristiques techniques
Un dipôle est une antenne constituée de deux brins conducteurs d’une longueur égale, séparés au centre par un point d’alimentation. Il s’agit d’une antenne symétrique en termes de structure et de rayonnement.
– La longueur totale d’un dipôle est une demi-onde, soit 1/4 d’onde de chaque côté.
– Pour le calcul de base ont utilise la vitesse de la lumière (299792Km/s) arrondie a 300000 Km/s.
– L est la longueur d’onde en mètres, F la fréquence en mégahertz (MHz).
Avec la formule de calcul : 300000 : 27000Mhz = 11,11 mètres
Exemple : pour une fréquence de 27 MHz (bande CB), un dipôle demi-onde aura une longueur théorique totale de 5,55 mètres, soit 2,77 mètres par brin.
Pour laisser la théorie et se rapprocher de la dimension pratique ont applique des coefficients de réduction (vélocité, conductivité, etc…), qui vont raccourcir l’antenne.
Pour faire court, voici une astuce applicable a tout les calculs d’antenne, le chiffre à retenir est 72.
72 : 27Mhz = 2,66 mètres c’est la valeur d’un quart d’onde corrigé pour la bande des 11M (27Mhz).
Cette méthode est valable pour toutes les fréquences.
Le Dipôle est une antenne symétrique, pour le réglage du ROS si besoin, il faut réduire ou augmenter sa taille de la même valeur de chaque côté.
La hauteur d’installation et l’angle d’inclinaison des 2 côtés influent sur le ROS.
Nb : Le dipôle peut fonctionner en résonance sur plusieurs harmoniques, ce qui permet son utilisation sur plusieurs bandes en fonction de l’adaptation d’impédance et de la hauteur d’installation.
En règle générale le minimum de hauteur d’installation est 1/2 onde + 5%.
Différences avec un long-fil
Bien que le dipôle et le long-fil soient des antennes filaires, ils présentent des différences fondamentales :
Le long-fil est plus adapté aux installations de fortune et aux écoutes (SWL), tandis que le dipôle offre un meilleur contrôle du rayonnement.
Conception et matériaux pour une meilleure performance
Matériaux des brins
Le choix du conducteur influence directement les pertes et la durabilité de l’antenne :
– Cuivre : Excellente conductivité, mais sujet à l’oxydation.
– Aluminium : Léger et résistant, mais moins conducteur que le cuivre.
– Acier galvanisé : Résistant à la traction, mais pertes plus élevées.
– Fil inoxydable : Bon compromis pour les installations permanentes.
Isolateurs et supports
Les isolateurs en céramique ou en plastique haute fréquence sont recommandés pour éviter les pertes dues aux arcs électriques.
Les fixations doivent être résistantes aux UV et aux intempéries (ex : polycarbonate, Delrin).
Balun et adaptation d’impédance
Un dipôle peut être alimenté directement par un câble coaxial 50 Ω, mais l’utilisation d’un balun 1:1 est fortement conseillée pour éviter les courants de gaine et les déséquilibres de rayonnement.
Dans le cas d’un dipôle alimenté en décalé (OCFD), un balun 4:1 est nécessaire pour adapter l’impédance plus élevée.
Configurations et performances
Le dipôle peut être installé sous plusieurs formes, chacune ayant un impact sur son diagramme de rayonnement et son efficacité.
Dipôle horizontal
Idéal pour le DX en fonction de la hauteur d’installation.
– Lobe de rayonnement bidirectionnel.
– Requiert une hauteur d’au moins ½ onde pour un bon rendement (≈5 m pour 27 MHz).
Dipôle en V inversé
Diminue l’encombrement et améliore la compatibilité d’impédance.
– Offre un angle de rayonnement plus élevé, utile pour les communications NVIS (ondes proches du sol).
Dipôle vertical
Utilisé pour le DX en polarisation verticale, notamment en mobile arrêté et en maritime.
Utilisation selon les bandes et modes
Le dipôle est une antenne universelle, utilisée dans différents contextes :
– Citizen Band (27 MHz) : Économique et simple à réaliser, souvent en horizontale pour le DX.
– Radioamateur (1,8 – 30 MHz et au-delà) : Décliné en dipôles multi-bandes, trap dipôles, etc…
– Militaire : Communications HF à longue distance, ou V inversé pour une utilisation en NVIS.
– Aéronautique et maritime : Déploiement en fil tendu ou sur structures dédiées.
– Scientifique et spatiale : Utilisé pour les mesures de propagation ionosphérique.
Comparaison avec d’autres antennes
Le choix dépend des objectifs :
Un dipôle est optimal pour un coût faible et un rayonnement efficace.
Aucune antenne ne peut l’égaler en therme de rapport coût / efficacité.
Conclusion
Le dipôle est l’antenne de référence pour les radioamateurs et les cibistes cherchant une solution efficace, peu coûteuse et facile à mettre en œuvre. Son principal avantage réside dans sa capacité à offrir un bon rendement avec un matériel minimal.
Bien qu’il existe des antennes plus performantes en termes de directivité et de gain, le dipôle reste une solution incontournable en radio HF. Que ce soit pour le DX, les communications locales ou le trafic en portatif, il s’adapte à de nombreux besoins grâce à ses différentes configurations.
En maîtrisant ses paramètres clés (longueur, hauteur, adaptation), le radioamateur peut exploiter au mieux cette antenne simple mais redoutablement efficace.
Compilé et argumenté par F4JRR Opérateur Fernand.
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