Page 36 - Antennes_hf2

NDLR (F5NB) :
La figure 1 est à interpréter avec prudence. Géométriquement elle sert à montrer que la puissance du signal
reçu varie comme l'inverse du carré de la distance (r) entre l'émetteur et le récepteur, à surface de captation
constante de l'antenne de réception. Cette surface modélisée par un carré et légendée « Receive Antenna Area »
(surface de l'antenne de réception) pourrait nous faire croire qu'il s'agit de la surface occupée par l'antenne.

En réalité il faudrait parler de « Antenna Receive Area » (surface de réception de l'antenne). Il s'agit de la surface de
captation de l'antenne qui ne dépend que de sa directivité (gain) et pas de sa surface physique (son envergure),
contrairement à une antenne parabolique où le gain est fonction de la surface de la parabole.
Partir d'une antenne parabolique pour parler de « l'ouverture » d'une antenne YAGI est pour le moins « acrobatique ».
En effet, les processus d'augmentation de la directivité ne sont pas de mêmes natures. Avec une parabole, on obtient
une « concentration » du champ électromagnétique au niveau de l'antenne qui est située dans la source.
Le gain s'effectue donc sur le champ E-M propagé. C'est ce qui est obtenu en HF avec une ou plusieurs réflexions
sur le sol. Avec une antenne YAGI, en réalité nous avons un réseau de n antennes distinctes, chacune recevant
le même champ E-M (même surface de captation). On obtient ensuite la somme de tous les champs par couplage
inductif (ou en reliant toutes les antennes entre elles comme dans une Log-périodique). On n'additionne pas des
champs propagés, mais des champs induits. Nous faisons une erreur similaire quand nous expliquons la propaga-
tion dans une ligne filaire à partir de la propagation dans un guide d'onde.
La figure 4 n'a pas de sens physique. C'est un cas particulier résultant d'une coïncidence mathématique (approximative).
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En effet, la surface de captation isotrope au point de réception est égale à λ /4π, à multiplier par la
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directivité D de l'antenne pour avoir sa surface de captation : Sa = λ /4π × D. Pour un dipôle demi-onde,
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la directivité est de 1,64, ce qui nous donne Sa = 0,13λ . Mais pour un dipôle élémentaire (L < λ/200), la directivité
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est de 1,5, ce qui nous donne Sa = 0,119λ . On voit que les surfaces de captations sont quasiment identiques
pour deux antennes filaires ayant des longueurs dans un rapport supérieur à 100.
L'auteur parle de « surface effective d'une antenne ». En français, en langage antennaire, le mot « effectif »
signifie « équivalent », comme par exemple la hauteur effective d'une antenne. C'est une grandeur physique, elle
vaut aussi bien en émission qu'en réception. Au contraire, la surface de captation est une valeur mathématique
qui ne sert qu'en réception pour calculer la puissance maximum disponible à la sortie de l'antenne.
C'est pourquoi on parle de « surface de captation » qui n'a un sens qu'en réception .
(1)
On a un autre exemple de grandeur purement mathématique, c'est l'impédance du milieu de propagation.
C'est le quotient du champ E en V/m par le champ H en A/m. Des volts par des ampères, cela donne des ohms.
Mais cela ne viendrait à l'idée de personne de considérer l'impédance du vide comme une résistance physique.
Il en va de même pour la surface de captation. C'est une surface car elle est égale à une longueur (λ) élevée au
carré. Mais il ne faut pas aller plus loin. Cette surface ne sert qu'à calculer la puissance maximum disponible en
la multipliant par le vecteur de Poynting.
Pour toutes ces notions de hauteur effective, hauteur efficace et surface de captation, (re)lire les « Comment ça
marche ?» de mai à juillet 2011 dans Radio-REF ou sur « www.blog.f6krk.org » catégorie « Comment ça marche ».
(1) Alors que la surface de la parabole vaut aussi bien en émission qu'en réception. Dans ce cas, il ne faut pas
parler de surface de captation, mais de directivité (au final, le résultat est le même, mais il faut respecter
les nuances pour comprendre le fonctionnement des systèmes).

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