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Comment ça marche ?

Radio-club F6KRK
Les lignes HF

13 - Adaptation par lignes (1)

Après avoir vu comment utiliser l'abaque de Smith pour faire une adaptation à l'aide de
composants L-C, nous allons voir l'adaptation à l'aide de lignes. La compréhension de cet
article sera grandement facilitée par la relecture des précédents « Comment ça marche ? »
sur les lignes [1].

GÉNÉRALITÉS SUR L'ADAPTATION LIGNE QUART D'ONDE. Prenons un exemple concret en
D'UNE ANTENNE. Nous avons vu qu'une ligne quart nous servant de l'abaque de Smith :
L’impédance d’une antenne est une d'onde Zo chargée par une charge Z Nous ne pouvons installer qu'un dou-
impédance complexe et peut s'écrire ramenait une impédance Z' selon la blet de 2 × 7 mètres (fil nu diam. 3 mm)
2
(1)
sous la forme : formule : Z' = Zo / Z . Si Z est capa- à 12 mètres de hauteur pour trafi-
citif, Z' est inductif, et inversement. quer dans la bande des 40 mètres.
Z = R ± jX.
En pratique on utilise une ligne quart A 7,1 MHz, nous mesurons une impé-
« R » est une résistance pure. d'onde pour adapter une charge résis- dance d'antenne de 31,3 Ω - j500 Ω.
C'est la partie « réelle » de l'impé- tive pure. Nous avons sur la figure 1 Nous voudrions adapter notre sys-
dance, celle du rayonnement plus un exemple de couplage de deux tème antennaire aux 50 Ω d'im-
celle des pertes. antennes identiques . pédance nominale de charge de
(2)
notre émetteur, sans boîte d'accord
« +jX » correspond à une réactance externe et avec un ROS < 3 dans un
inductive et « -jX » à une réactance câble coaxial pour la bande entière.
capacitive. « X » est la partie « ima- Nous admettons la construction d'une
ginaire » de l'impédance. Elle est liée ligne bifilaire et éventuellement d'un
aux inductances et capacités pré- transformateur. Nous allons suivre
sentes dans l'antenne, qu'elles soient notre travail sur les abaques de Smith
localisées (bobines et condensateurs) de la figure 2.
ou réparties (capacités et selfs linéi-
ques). Noter que toutes les opérations ont
été effectuées sur un abaque de
L'impédance du câble coaxial (feeder) Smith grand format, très détaillé,
est généralement égale à 50 Ω, résistif puis contrôlées avec un simulateur
pur. d'antenne (NEC-WIN Pro).
Figure 1 : couplage de deux
On montre que l'adaptation peut se antennes : exemple d'adaptation L'abaque de Smith est standard, avec
faire dans tous les cas à l'aide de par lignes λ/4 ajout d'une graduation de phase de
deux composants réactifs, selon plu- 0 à 180° sur le cercle extérieur en
sieurs combinaisons série-parallèle. allant vers la charge (sens anti-ho-
On peut aussi utiliser une ligne en Ici, nous avons les antennes alimen- raire). Cette graduation est valable
série ou en parallèle, ouverte ou tées en phase. Pour les alimenter en pour tous les cercles de ROS constant.
fermée, d'impédance et de longueur opposition, il suffirait d'inverser les Elle est relative et elle sert à calculer
particulières. connexions sur une antenne. l'angle φL entre la droite passant par
Pour avoir un déphasage de 90° le centre et le point d'impédance et
Dans un premier temps, nous nous
intéresserons aux lignes utilisées en (polarisation circulaire), il faudrait l'axe des réels (0°). φL représente le
transmission pour transformer une insérer au ras d'une antenne, une déphasage demandé à la ligne pour
impédance de charge Zc en une ligne égale à son impédance avec une obtenir j0. Alors L(ligne) = λ × φL
impédance image Zi. longueur de λ/4 (retard de 90°, sans / 360. Il s'agit de la longueur élec-
Cette dernière sera égale, soit à transformation d'impédance). trique, à multiplier par le coefficient
l'impédance de sortie nominale d'un LIGNE QUELCONQUE. de vélocité pour obtenir la longueur
physique.
émetteur, soit à l'impédance carac- En théorie, on peut toujours passer
téristique d'une ligne de liaison à d'une impédance quelconque à une Processus de recherche de la bonne
l'émetteur. L'adaptation supposant autre impédance quelconque avec impédance de ligne :
que Zc soit différente de Zi, la ligne une ligne de longueur et d'impédance On procédera par approximations
utilisée sera le siège d'ondes sta- caractéristique données. successives. L'idéal est d'arriver à la
tionnaires, d'autant plus élevées En pratique, la ligne n'est pas toujours solution avec une seule ligne, et si ce
que l'écart entre les impédances fabricable et on a alors recours, soit n'est pas possible, avec deux lignes
sera important. Par ailleurs, comme à deux lignes en série, soit à une ou une ligne plus un transfo.
l'on cherche à avoir un minimum ligne plus un transformateur (côté Dans ce cas on cherchera à obtenir
de pertes, on réservera les câbles émetteur). avec la première ligne une impé-
coaxiaux pour les faibles rapports dance réelle ayant une valeur « utili-
d'adaptation (faibles ROS). sable » pour la suite.

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