Comprendre les lignes de Transmission For Novice

La plupart des radioamateurs utilisent des câbles coaxiaux pour véhiculer la puissance de l’émetteur vers l’antenne. Les guides d’onde sont plutôt utilisés en micro-ondes, tan­dis que les lignes bifilaires sont plutôt utilisées sur les fréquences décamétriques. Il existe une grande variété de câbles coaxiaux. Ils ont cha­cun une utilité spécifique et il convient donc de choisir le câble qui convient pour ce que vous voulez en faire.

D’abord, voyons ce qui se passe à l’intérieur d’un câble coaxial. La première chose à retenir est que la haute fré­quence (HF) voyage à la sur­face des conducteurs. Dans un câble coaxial, cela fait trois surfaces possibles : à la sur­face du conducteur interne ; à l’intérieur du conducteur exté­rieur ; et à l’extérieur de ce dernier (Fig. 1). C’est un peu comme si les deux surfaces du conducteur extérieur (le blindage) était faites de mé­taux différents, séparés l’un de l’autre. Si la HF est pré­sente à l’intérieur d’un tube, que celui-ci n’a pas de trous , la HF ne doit pas le traverser. Si c’est le cas. C’est l’une des raisons pour lesquelles cer­taines antennes fonctionnent mal…

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Ainsi, le signal radio que nous voulons transmettre doit circuler sur la surface exté­rieure du conducteur central et à la surface interne du conducteur extérieur. La sur­face extérieure du blindage ne doit véhiculer aucun si­gnal. C’est pour cela aussi qu’il est préférable de choisir un câble à double blindage. On le distingue des autres car on ne peut pas voir à travers le blindage (tresse + feuillard, ou double tresse, par exem­ple). Si on peut voir l’isolant interne à travers la tresse, il vaut mieux passer à un autre type de câble avant d’acheter quoi que ce soit.

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Un autre type de câble co-axial, habituellement connu sous le nom de câble semi-ri­gide, ou rigide, comporte un conducteur extérieur solide. Les meilleures sortes de câble rigide ont un conducteur cen­tral en cuivre (plein ou creux suivant le diamètre du câble), un diélectrique en mousse et un conducteur extérieur en cuivre dur, le tout recou­vert d’une couche d’isolant. Le conducteur extérieur a souvent une surface afin d’ajouter de la souplesse au câble. Pour les câbles plus importants, la mousse et souvent remplacée par des écarteurs en plastique dispo­sés à distance régulière le long du câble. Le tube est en­suite rempli d’un gaz comme l’hélium par exemple. Ces câbles sont sûrement les meilleurs mais nécessitent beaucoup d’entretien et il faut pouvoir les «gonfler» de temps à autre pour maintenir la pression à l’intérieur du câble. Et ne parlons pas du coût !

Très difficiles à manipuler, les lignes rigides doivent être installées une bonne fois pour toutes. Elles ne conviennent pas pour les antennes direc­tives (le câble doit pouvoir bouger pour accompagner le mouvement du rotor d’anten­ne) et supportent assez mal les «déménagements» mul­tiples. Elles ne conviennent pas non plus pour les installa­tions mobiles.

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De l’Importance des Pertes

Côté caractéristiques, il n’y en a guère que trois ou quatre qui permettent de faire la différence entre plusieurs sortes de câbles coaxiaux. La première concerne les pertes induites par le câble. Suppo­sons que nous avons 30 mètres de coaxial dont cha­que extrémité est munie d’un connecteur adéquat. Placez un wattmètre à chaque extré­mité. Appelons-les A et B. Connectons un émetteur de 100 watts côté A et une char­ge fictive côté B. Passons en émission et observons la puissance à chaque extrémi­té du câble. Les chances sont grandes pour qu’il y ait une différence entre les watt-mètres A et B.

Supposons qu’en A nous avons 100 watts. Quelle puis­sance aurons-nous en B ?  La réponse dépend de la qualité du câble, sa longueur, la qua­lité des connecteurs et la fré­quence.

Rappelez-vous aussi que ce qui se passe en émis­sion, se passe aussi en ré­ception.

Si le câble est de très mauvaise qualité, vous pour­riez avoir 100 watts en A et 50 watts en B. En termes tech­niques, cela signifie que le câble induit 3 dB de pertes par 30 mètres à telle fréquen­ce. En doublant la longueur du câble, donc 60 mètres, on double aussi les pertes. Pour cette longueur, nous aurions donc 25 watts en sortie pour une puissance d’entrée de 100 watts., soit 6 dB de pertes !

Le Choix du Câble

Quels sont les facteurs qui contribuent aux pertes ? Les facteurs les plus importants sont la fréquence, le diamètre du câble, le matériau utilisé pour diélectrique et la résis­tance des deux conducteurs. Plus la fréquence est élevée, plus les pertes sont impor­tantes. La relation n’est pas li­néaire, mais il est certain qu’un câble convenable pour la HF le sera moins en VHF et encore moins en UHF. Lorsque vous choisissez votre câble, tenez donc compte des caractéristiques annoncées par son fabricant en fonction de la fréquence à laquelle vous comptez l’utili­ser !

Le diamètre du câble a un rapport direct avec les pertes. En général, plus le diamètre est faible, plus les pertes sont grandes pour une longueur donnée, toutes les autres ca­ractéristiques étant égales.

Il y a quelques années, j’utilisais  ( PETER WB2D) un transceiver porta­tif dans ma voiture. L’appareil était muni d’une prise BNC qui s’avérait pratique pour connecter l’antenne mobile, alimentée avec du câble RG-58. Seulement, ce câble n’était pas très pratique à ma­nipuler, alors je décidais de le remplacer par du RG-172 Celui-ci n’est pas plus épais qu’un spaghetti et présente plus de pertes que le RG-58, mais pour une installation mobile, cela suffit bien. En re­vanche, je n’utiliserais jamais du RG-172 pour une installa­tion fixe, car à 144 MHz sur une longueur de plusieurs di­zaines de mètres, je ne ga­rantis pas un bon fonctionne­ment du système d’antenne.

La qualité du diélectrique est un autre facteur qui contri­bue aux pertes. Les diélec­triques solides présentent plus de pertes que les mousses. A leur tour, les mousses présentent plus de pertes que les diélectriques à air ou à gaz. Cela étant, les diélectriques en mousse of­frent sûrement le meilleur compromis en termes de pertes. En revanche, lors de la manipulation de tels câbles, évitez les courbes trop serrées, car le conduc­teur central a tendance à pousser la mousse, se rap­prochant ainsi du conducteur extérieur. Cela modifie l’impé­dance du câble —ce qui ap­porte aussi des pertes— et peut même aller jusqu’au court-circuit.

L’impédance

L’impédance est aussi à considérer. La plupart des équipements radioamateurs présentent une impédance de 50 ohms aux bornes de l’an­tenne. En d’autres termes, les transceivers et les antennes sont conçus pour «voir» une impédance de 50 ohms. Cela signifie aussi que le câble de liaison doit avoir une impé­dance de 50 ohms. Ainsi, les câbles de 75 ohms de type TV ne conviennent pas. Cela ne change pourtant pas grand chose (une légère aug­mentation du ROS), mais in­duit des pertes et affecte les performances globales du système d’antenne.

Des connecteurs mal adaptés peuvent également modifier l’impédance et indui­re des pertes.

Enfin, il y a le choix des matériaux. L’aluminium ça va, le cuivre c’est bien, l’argent c’est très bien et l’or excel­lent. Les câbles argentés et les connecteurs du même acabit sont maintenant dispo­nibles à des prix raison­nables.        

Sources  Peter , WB2D   Cq Radiomateur Juin 1997

 

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