Les antennes

Les antennes 

Qu’est-ce qu’une antenne ? 
Une antenne, appelée aussi aérien ou collecteur d'ondes, est un circuit électrique un peu particulier qui peut servir à émettre, ou à recevoir de l’énergie radioélectrique, selon que l’on y connecte un émetteur ou un récepteur. Dans un circuit électronique classique, les dimensions mécaniques des éléments électriques, bobine d’inductance, condensateur, résistance, sont le plus souvent négligeables par rapport à la longueur d’onde du courant qui les traverse. 
Il en est autrement pour une antenne. Ses dimensions ne sont pas négligeables et une partie plus ou moins importante de l’énergie dont elle est le siège est rayonnée sous la forme d’ondes électromagnétiques.
Ce rayonnement est d’autant plus élevé que, toutes choses étant égales par ailleurs, la fréquence du courant est plus élevée. 
Si le dispositif est bien étudié pour la fréquence de travail, la majeure partie de l’énergie est rayonnée, ce qui confère à l’antenne un rendement maximum.
On rencontre des modèles d’antenne d’aspects divers et variés, selon leur fréquence d’utilisation et leur mode d’exploitation. Les modèles les plus fréquents sont le simple fil tendu entre deux isolateurs (antennes filaires), les fouets métalliques montés sur une embase isolante, sans parler des antennes yagi, hélicoïdales, paraboles et autres cornets…

Importance du sol :   
Les performances d’une antenne, en particularité sa directivité, sont considérablement modifiées par la présence du sol qui agit comme un miroir réflecteur pour les ondes rayonnées (ou reçues).
Les ondes réfléchies par le sol se recombinent avec les ondes directes de l’antenne, de manières différentes, selon l’angle que fait l’antenne par rapport au sol, la hauteur de l’antenne etc.
Dans certains cas, le champ radioélectrique résultant est augmenté par la présence du sol et dans d’autres il est réduit.
Cette influence est souvent illustrée en représentant une antenne avec son image dans le sol.
Comme le montre la figure 1, l’onde réfléchie parcourt la même distance que si elle était issue d’une antenne image située dans le sol.    

Figure 1  

Antennes pour ondes courtes:
En ondes courtes, le lobe maximum de rayonnement doit être optimisé sous un certain angle, de 5 à 15° par rapport à l’horizontale, de façon à desservir les pays de destination après réflexion sur les couches ionisées de l’ionosphère.
Pour une bande de fréquence, on utilise en général des antennes demi-onde, associées côte à côte en rideau, soit verticalement ou horizontalement. En associant plusieurs lignes de ces antennes on obtient des émissions qui sont dirigées dans une certaine direction inclinée sur l’horizon et en disposant un deuxième rideau, non alimenté, identique au premier et à un distance d’un quart de longueur d’onde, on obtient un réflecteur.
Les effets combinés des deux rideaux s’ajoutent du côté du directeur et s’annulent du côté du réflecteur, ainsi le rayonnement ne se produit plus que dans un sens. La figure 2 illustre ces dispositifs. La permutation du réflecteur et du directeur permet d’inverser le sens du rayonnement. Il faut disposer d’autant de lignes de transmission qu’il y a d’antenne, chaque ligne pouvant être alimentée par n’importe quel émetteur du centre, et pouvoir commuter chaque antenne. Des commutateurs commandés à distance depuis le pupitre de la station, remplissent ces fonctions.

Figure 2

Les antennes de réception : 
■ L’antenne « long fil » pour les ondes longues et moyennes : Cette appellation rassemble toutes les antennes qui sont réalisées avec un fil électrique dont la longueur est supérieure à 10 ou 15 mètres. D’une manière générale, plus la longueur est importante et plus le niveau des signaux reçus est élevé. Le bon dégagement de l’antenne par rapport aux obstacles environnants joue également un rôle important. On doit isoler électriquement les deux extrémités par des isolateurs en verre ou en porcelaine et la descente d’antenne est également convenablement isolée. L’installation de l’aérien est fonction de la disponibilité des lieux : entre une cheminée et un arbre, ou l’angle de la maison et un arbre, sur la terrasse d’un immeuble entre deux cheminées etc.
Deux règles fondamentales doivent être impérativement respectées, pour des raisons de sécurité évidentes, mais aussi pour éviter de capter le bruit du réseau :

- Eloigner le plus possible l’antenne des fils électriques.
- La disposer perpendiculairement par rapport aux lignes d’alimentation du réseau électrique. 

Si on utilise un récepteur peu sensible, comme un poste à galène, la longueur devra être égale à au moins 30 mètres. Le fil est en en cuivre étamé ou verni (récupéré sur un vieux transformateur par exemple) et l’antenne doit être tendue en permanence par un ressort ou un système de contrepoids. Pour la descente, du fil électrique gainé avec une bonne épissure soudée sur l’antenne convient parfaitement. Celle-ci pénètre dans la station à travers un trou pratiqué dans la boiserie de la fenêtre qui est munie d’une traversée isolante. Les figures 3, 4 et 5 montrent quelques détails de construction d'antennes pour ondes longues.

  Figure 3 - Montage des isolateurs    

Figure 4 - Maintien de la tension de l'antenne par un ressort     
Figure 5 - Maintien de la tension d'antenne par un contrepoids      

■ L’antenne verticale : Elle est moins encombrante que l’antenne long fil (figure 6). Il suffit de fixer un mât en bois sur une cheminée. Le mât supporte deux bras sur lesquels sont fixés, par l’intermédiaire d’isolateurs, deux fils métalliques parallèles d’une longueur de 2 à 3 mètres et réunis électriquement entre eux à la base. 

Figure 6 - Antenne verticale

■ Les prises de terre: On a toujours intérêt à utiliser une bonne prise de terre conjointement avec les antennes pour les ondes longues et moyennes. En particulier pour un poste à galène, son utilisation apporte une amélioration notable du niveau de réception. Celle-ci doit toujours être réalisée avec soin.
On peut planter une tige métallique ou un grillage enterré à 30 cm dans un sol humide, ou à défaut, utiliser une canalisation d’eau. Le contact sur la prise de terre doit être fait avec un collier fermement serré sur une surface bien nettoyée et dépourvue d’oxydation. Le fil de terre, d’une section d’au moins 2 mm, doit être le plus court possible. On peut aussi utiliser avantageusement une tresse de masse en cuivre.

Daniel Maignan