Types courants d’antennes UHF et VHF

Tamara Wilhite est rédactrice technique, ingénieure industrielle, mère de deux enfants et auteure publiée de science-fiction et d’horreur.

Une introduction aux antennes VHF

Les antennes VHF ou antennes « très haute fréquence » sont conçues pour recevoir des signaux entre 30 MHz et 300 MHz. Les signaux VHF ne se dégradent pas autant que les signaux UHF (« ultra haute fréquence »), ils sont donc utilisés pour la diffusion à plus longue portée.

Conceptions VHF courantes

Quelles sont les conceptions d’antennes VHF les plus courantes ?

1. Réseaux VHF
2. Antennes Yagi multi-éléments
3. Antennes log-périodiques
4. Antennes réseau coniques

1. Réseaux VHF

Lorsque vous avez une antenne dipôle de base et que vous y ajoutez un réflecteur et un élément directeur, vous avez créé une antenne réseau. Le réflecteur d’antenne est plus long que l’élément entraîné, tandis que les directeurs sont généralement plus courts que l’élément entraîné. Une antenne réseau peut avoir aussi peu que deux éléments, alors que certaines en ont des dizaines. Une antenne réseau peut même avoir un réseau d’antennes dipôles repliées.

Une antenne réseau empilée est fabriquée en empilant deux ou plusieurs antennes réseau dans le même plan vertical. L’empilement horizontal réduit presque toujours la largeur du faisceau par rapport aux antennes empilées verticalement, c’est pourquoi la plupart des stations FM et TV commerciales ont des antennes empilées verticalement.

Les antennes réseau sont idéalement distantes d’une demi-longueur d’onde afin qu’elles ne soient pas parasites, bien qu’un espacement plus large améliore leur gain. La distance d’empilement idéale dépend du gain des antennes individuelles. Les antennes empilées doivent être connectées à une ligne de transmission commune.

2. Antennes Yagi multi-éléments

Une antenne VHF Yagi contient un directeur et un réflecteur. Une antenne Yagi peut avoir un gain allant jusqu’à 20 dB, ce qui les rend populaires pour les modes de communication à faible signal. Les antennes Yagi peuvent être combinées en réseaux. Les dipôles d’un Yagi multi-éléments peuvent remplir une double fonction, agissant comme directeur ou réflecteur selon la bande de fréquence. L’espacement des antennes Yagi de 5/8 de longueur d’onde donne le gain maximum.

La principale faiblesse des antennes Yagi est qu’à des fréquences plus élevées, elles sont difficiles à alimenter et à faire correspondre les signaux.

3. Antennes périodiques logarithmiques

L’antenne log-périodique est une antenne à gain élevé qui fonctionne sur une large bande de fréquence. Les antennes log-périodiques incorporent un certain nombre de dipôles actifs connectés ensemble dans une formule mathématique logarithmique modélisée à partir d’une spirale infinie. C’est la base du nom « journal périodique ».

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Les antennes log-périodiques VHF ont des caractéristiques à large bande similaires à celles d’un réseau de dipôles. Les antennes log-périodiques ont également des caractéristiques directionnelles comme un réseau de dipôles.

4. Antennes réseau coniques

Les antennes réseau coniques ont des éléments réflecteurs qui s’étendent directement à partir du faisceau de support de l’antenne. Les éléments entraînés sont vers l’avant pour créer une forme conique. Le réseau conique augmente efficacement le diamètre du dipôle et sa bande passante sans avoir à avoir une structure physique très importante. Les antennes réseau coniques peuvent recevoir des signaux VHF à bande haute et basse.

Une introduction aux antennes UHF

Les antennes ultra haute fréquence ou UHF envoient ou reçoivent des signaux entre 300 MHz et 3 000 MHz ou 3 GHz. Les signaux UHF sont généralement plus faibles que les signaux VHF comparables. Cela signifie qu’ils doivent généralement être installés de manière à capter le plus de signal possible. Elles ont tendance à être beaucoup plus longues que les antennes VHF, car la longueur de l’antenne détermine les fréquences qu’elle peut recevoir et les longueurs d’onde UHF sont plus courtes que celles VHF.

Conceptions UHF courantes

Quelles sont certaines des conceptions d’antennes UHF les plus courantes ?

1. Antennes dipôles en éventail
2. Réflecteurs UHF

1. Antennes dipôles à ventilateur

Une antenne dipôle en éventail a deux feuilles de métal triangulaires ou des tiges qui ressemblent à un nœud papillon. Ils captent une large bande passante. Les dipôles de ventilateur ont tendance à être plus longs que les dipôles de tige. Une antenne dipôle à ventilateur multibande se compose de deux à cinq antennes dipôles demi-onde montées sur un point d’alimentation parallèle commun.

2. Réflecteurs UHF

Les antennes à réflecteur UHF ressemblent à une antenne dipôle en éventail mais ont un réflecteur de signal derrière elles. Le réflecteur peut être un écran maillé ou un réflecteur solide. Les réflecteurs solides peuvent être une feuille plate ou un réflecteur parabolique. Le réflecteur parabolique est courbé et concentre le signal sur l’antenne. Cela peut améliorer le gain d’une antenne dipôle jusqu’à neuf dB, augmentant leur puissance par huit.

Les réflecteurs d’angle n’ont pas de courbe mais utilisent à la place une feuille de métal simplement pliée. L’angle d’angle du déflecteur peut être de 90°, 60° ou 45°. Plus l’angle d’angle est petit, plus l’impédance de l’antenne est faible. Au fur et à mesure que l’angle diminue, la longueur latérale du déflecteur doit augmenter. L’un des avantages de l’antenne à réflecteur d’angle est qu’elle améliore le gain de l’antenne sur toute la bande UHF.

L’élément piloté de l’antenne doit être situé au centre du réflecteur. Le dipôle ne peut pas être trop proche du coin du réflecteur ou la largeur du faisceau deviendra plus large et vous risquez un motif multi-lobe de l’antenne.

Qu’il s’agisse d’un réflecteur solide ou maillé, le réflecteur doit s’étendre au-delà du bord des dipôles. Les écrans maillés sont presque aussi bons qu’un réflecteur métallique solide tant que l’espacement des mailles est inférieur à un cinquième de la longueur d’onde.

La seule faiblesse d’une antenne à réflecteur unique sur un réseau est que le réseau a un champ de vision plus large. À l’inverse, l’étalonnage et les tests sont plus faciles lorsqu’il n’y a qu’une seule antenne avec laquelle travailler, mais que vous ne pouvez pas effectuer d’étalonnages ou de tests sans interférence.

Les dimensions des réflecteurs d’angle sont pratiques à 220 MHz et plus. Pour les fréquences de 900 MHz et plus, le réflecteur produit un gain beaucoup plus élevé et un motif plus net.

Références

Kent Britain, WA5VJB, a été interviewé pour obtenir certaines des informations incluses dans cet article. Il est également le concepteur des antennes présentées ici.

Cet article est exact et fidèle au meilleur de la connaissance de l’auteur. Le contenu est uniquement à des fins d’information ou de divertissement et ne remplace pas un conseil personnel ou un conseil professionnel en matière commerciale, financière, juridique ou technique.