Valeur de K: 0,95 ?

Par F5AD

 

 

Ce fameux coefficient K, c'est celui par lequel il faut multiplier la demi longueur d'onde pour obtenir la longueur de fil à couper pour la réalisation d'un doublet demi-onde par exemple.

Dans les descriptions, on trouve généralement 0,95, mais parfois d'autres valeurs; alors où est la vérité, si vérité il y a, et de quoi dépend ce facteur K ?

On sait déjà que K dépend du diamètre du fil, et que sa valeur diminue quand le diamètre du fil augmente; c'est important en VHF et UHF; en décamétriques, on sait aussi qu'il dépend des isolateurs utilisés, on parle de capacités ramenées aux extrémités de l'antenne, on parle plus rarement du type de fil utilisé. Alors, le mieux est d'expérimenter et de voir les éléments qui influent, et dans quel sens.

La procédure:

Un doublet demi onde est tendu entre deux mâts de 6m espacés d'une vingtaine de mètres; vu cette hauteur, on fait les essais autour de 25 MHz pour que l'antenne soit placée à une demi longueur d'onde du sol.

Pendant les essais l'antenne sera toujours strictement au même endroit par rapport aux bâtiments et autres éléments métalliques; rien ne sera déplacé alentour, et le tout se fera en moins d'une journée pour ne pas avoir d'effet parasite dû par exemple à une variation d'humidité du sol.

La longueur de fil utilisée ne sera pas modifiée, ne serait-ce que d'un centimètre. Le fil utilisé est du fil électricien sous gaine isolante type 1,5² on ne jouera pas sur le diamètre puisqu'on sait déjà qu'en l'augmentant on diminue la fréquence de résonance. La courbe ci-dessous montre que sur 10m, pour un fil de 1mm de diamètre (rapport 10.000), non gainé et isolé dans l'espace, le coefficient K serait de 0,97.

Pour chaque configuration, on cherche au MFJ-259B la fréquence de résonance de l'antenne et on en déduit le coefficient K.

Longueur du fil:

Pour chaque brin du dipôle on utilise la formule L=K lambda/4 = K 75/F

Avec K=0,95 , pour 25 MHz cela donne 2,85m.

On utilisera donc toujours pendant les essais une longueur de partie rayonnante de 2x2,85m plus ce qu'il faut pour reboucler au niveau des isolateurs.

Isolateur Pyrex, boucle de 20 cm:

Le premier essai se fait avec des isolateurs Pyrex et une longueur de rebouclage de 20 cm; le fil mesure donc en fait 3,05m.

Le fil support au-delà des isolateurs est aussi du fil électrique 1,5²

La fréquence de résonance mesurée est de 23,9 MHz; on est loin des 25 MHz attendus, cela signifie que dans les conditions de l'expérience, le coefficient K vaut 2,85x23,9/75 =0,91 et non 0,95.

Phénomène certainement dû au fil rebouclé.

Isolateur céramique, boucle de 20 cm:

Le deuxième essai se fait avec des isolateurs céramiques type "oeuf" et une longueur de rebouclage toujours de 20 cm.

Le fil support au-delà des isolateurs est toujours du fil électrique 1,5².

Donc rien n'a changé, sauf le type d'isolateur.

La fréquence de résonance mesurée est de 23,1 MHz; plus basse qu'avec les isolateurs Pyrex; le coefficient K vaut maintenant 2,85x23,1/75 =0,878.

On constate une influence de l'isolateur; il est placé en un ventre de tension où l'antenne est très sensible aux capacités parasites; on peut penser que l'isolateur type oeuf, avec les boucles de fil imbriquées présente en effet plus de capacité parasite vers le fil support que l'isolateur Pyrex qui maintient les deux fils beaucoup plus éloignés.

Le simple changement d'isolateurs peut faire passer le coefficient K de 0,91 à 0,88.

Boucle de 7 cm:

Le troisième essai se fait toujours avec des isolateurs céramiques type "oeuf" mais avec une longueur de rebouclage réduite à 7cm.

Le fil support au-delà des isolateurs est toujours du fil électrique 1,5²

Donc rien n'a changé, sauf le rebouclage.

La fréquence de résonance mesurée est de 23,2 MHz; un peu plus élevée qu'avec un rebouclage de 20cm; le coefficient K vaut maintenant 2,85x23,2/75 =0,88.

La longueur de fil rebouclé a donc une légère influence, aussi, quand on règle une antenne en rebouclant le fil en extrémité, il ne faut pas couper le fil en trop quand le réglage est terminé, sinon la fréquence remonte brutalement , et on peut tout reprendre à zéro; en fait, il vaut mieux reboucler toujours avec la même longueur et couper le trop plein à chaque fois.

Boucle soudée:

Le quatrième essai se fait toujours avec des isolateurs céramiques type "oeuf" mais avec une boucle soudée.

Le fil support au-delà des isolateurs est toujours du fil électrique 1,5²

Donc rien n'a changé, sauf la soudure.

La fréquence de résonance mesurée est de 23,23 MHz; un peu plus élevée qu'avec la boucle non soudée de 7cm, mais à la limite du domaine de précision des mesures. Cela ferait un coefficient K de 0,882; ce n'est pas significatif.

Support isolant:

Le cinquième essai se fait toujours avec des isolateurs céramiques type "oeuf", avec boucle soudée, mais on a remplacé le fil support au-delà des isolateurs par du fil Nylon.

Donc rien n'a changé, sauf les, fils supports.

La fréquence de résonance mesurée est de 24,23 MHz; un mégahertz de plus! A travers la capacité parasite de l'isolateur, les fils supports conducteurs participaient au fonctionnement de l'antenne... On a peut être intérêt à mettre deux ou trois isolateurs espacés de 50cm au lieu d'un seul, ou à utiliser du fil isolant résistant aux UV. Expérience faite, le fait de mouiller les supports en Nylon ne dérègle pas l'antenne; la pluie ne les rendrait pas suffisamment conducteurs.

Le coefficient K est passé à 2,85x24,23/75 =0,92.

Le simple changement de fils supports fait passer le coefficient K de 0,88 à 0,92.

Fil dénudé:

Le sixième essai se fait toujours avec des isolateurs céramiques type "oeuf", avec une boucle soudée, du fil support au-delà des isolateurs en Nylon, mais on a enlevé la gaine des fils d'antenne.

Donc rien n'a changé, sauf que maintenant le cuivre est nu.

La fréquence de résonance mesurée est de 25,15 MHz; encore presque un mégahertz de plus!

Cela est dû au coefficient de vélocité du fil qui a augmenté quand le fil n'a plus été noyé dans un isolant; le coefficient K est passé à 2,85x25.15/75 =0,96.

On est proche de la valeur théorique donnée par la courbe en haut de page.

Intéressant de savoir que rien que l'isolant du fil électricien fait passer le coefficient K de 0,96 à 0,92.

Conclusion:

Selon la manière dont l'antenne est construite, le coefficient K peut varier de 0,88 à 0,96 ; pour un doublet demi-onde à caler sur 24,930 MHz cela se traduirait par une longueur de chaque brin pouvant varier de 5,29 à 5,78m ; soit 24 cm d'incertitude; sur 80m cela donnerait une plage de 1,7m !

A moins de copier exactement une description dans un article ou une revue, en utilisant le même fil, les mêmes isolateurs, les mêmes fils supports, la même hauteur, et encore, on ne maîtrise pas la qualité du sol et les obstacles alentours, il est très improbable de se retrouver avec la résonance sur la bonne fréquence.

Donc quand on réalise une antenne filaire, on a tout intérêt à construire plus long qu'annoncé, et à couper ensuite en fonction de la fréquence de résonance mesurée.

 

 

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