Courant
Maximum au centre, presque nul aux extrémités.
Antenne fondamentale
Dipôle demi-onde
Le dipôle demi-onde est l’antenne de référence en radioélectricité. Simple, équilibré et efficace, il sert de base à de nombreuses antennes plus complexes.
½ λ
≈ 73 Ω en espace libre
Gain : 2,15 dBi
Antenne équilibrée
Principe de fonctionnement
Le dipôle est constitué de deux conducteurs sensiblement identiques, alimentés en leur centre. À la résonance, le courant est maximal au point d’alimentation et devient presque nul aux extrémités. La tension suit une distribution inverse.
Tension
Faible au centre et élevée aux extrémités.
Impédance
Environ 73 Ω en espace libre et souvent 50 à 75 Ω en installation réelle.
Dimensions pratiques
La longueur réelle est légèrement inférieure à une demi-longueur d’onde dans le vide à cause du diamètre du conducteur, de l’isolation, de l’environnement et des effets d’extrémité.
Longueur totale en mètres ≈ 143 / fréquence en MHz
Longueur de chaque brin ≈ 71,5 / fréquence en MHz
| Bande | Fréquence de calcul | Longueur totale | Chaque brin |
|---|---|---|---|
| 160 m | 1,850 MHz | 77,30 m | 38,65 m |
| 80 m | 3,650 MHz | 39,18 m | 19,59 m |
| 60 m | 5,350 MHz | 26,73 m | 13,36 m |
| 40 m | 7,100 MHz | 20,14 m | 10,07 m |
| 30 m | 10,120 MHz | 14,13 m | 7,07 m |
| 20 m | 14,150 MHz | 10,11 m | 5,05 m |
| 17 m | 18,100 MHz | 7,90 m | 3,95 m |
| 15 m | 21,200 MHz | 6,75 m | 3,37 m |
| 12 m | 24,950 MHz | 5,73 m | 2,87 m |
| 10 m | 28,500 MHz | 5,02 m | 2,51 m |
| 6 m | 50,200 MHz | 2,85 m | 1,42 m |
Diagramme de rayonnement
En espace libre, le rayonnement maximal est perpendiculaire au fil. Il est minimal dans l’axe du dipôle. Installé horizontalement au-dessus du sol, son angle de départ dépend surtout de sa hauteur exprimée en longueur d’onde.
Configurations de montage
Horizontal
Rayonnement principalement perpendiculaire au fil. Polarisation horizontale.
Inverted-V
Un seul support central. Impédance généralement plus faible et diagramme plus omnidirectionnel.
Sloper
Installation inclinée produisant une polarisation mixte et un diagramme asymétrique.
Construction pas à pas
Calculer et couper
Couper deux brins légèrement plus longs que la valeur calculée, typiquement de 2 à 5 %.
Installer l’isolateur central
Relier les deux brins à un isolateur central robuste ou à un boîtier contenant le balun.
Ajouter un balun 1:1
Un balun de courant ou un choke limite les courants de mode commun sur l’extérieur du coaxial.
Mettre en place
Installer le dipôle dans sa configuration définitive avant toute mesure sérieuse.
Mesurer
Contrôler la fréquence de résonance, le ROS et si possible l’impédance avec un NanoVNA.
Ajuster symétriquement
Raccourcir les deux brins de la même quantité, par petites étapes, jusqu’à obtenir la fréquence souhaitée.
Avantages
- Très bon rendement lorsqu’il est réalisé avec des conducteurs peu résistifs.
- Coût faible et construction accessible.
- Pas nécessairement besoin de boîte d’accord sur sa bande de conception.
- Excellent modèle de référence pour comparer d’autres antennes.
Limites
- Monobande dans sa forme la plus simple.
- Encombrement important sur les bandes basses.
- Performances fortement dépendantes de la hauteur.
- Nécessite idéalement un balun de courant 1:1.
Réglage avec un NanoVNA
- Calibrer le NanoVNA à l’extrémité du câble utilisé pour la mesure.
- Mesurer l’antenne dans sa position définitive.
- Repérer le minimum de ROS et la fréquence où la réactance est proche de zéro.
- Si la résonance est trop basse, raccourcir les deux brins.
- Si elle est trop haute, rallonger les brins ou replier du fil aux extrémités.
- Procéder par petites corrections, car quelques centimètres peuvent suffire sur les bandes hautes.
Origines historiques
Les premiers dispositifs rayonnants de Heinrich Hertz, à la fin des années 1880, étaient proches du dipôle électrique. Le dipôle constitue depuis la référence théorique utilisée pour exprimer certains gains en dBd.
Sécurité
Les extrémités présentent une tension radiofréquence élevée. Elles doivent rester hors de portée et éloignées des matériaux conducteurs. Le fil et ses supports ne doivent jamais pouvoir atteindre une ligne électrique.