Mesure de la vitesse de phase
Il est possible d’obtenir expérimentalement la vitesse de phase de l’onde se propageant le long de la ligne.
Pour effectuer cette mesure, une méthode d’opposition a pu être utilisée. A l’aide d’une sonde $, une portion d'énergie est prélevée au voisinage de la ligne en un point A (fig. 36).
generateur
Fig. 36.
Transportée par câble coaxial B sur un banc de mesure C muni d’un chariot D, elle est opposée à une onde de référence de phase fixe. On déplace D de manière à obtenir un zéro sur le galvanomètre G relié au cristal détecteur Y.
Si maintenant la sonde est déplacée de À en A, pour rétablir le zéro sur G, il faut déplacer D d’une longueur AZ. Le déphasage Ad de l'onde entre A et A7 est tel que
AD — ÆAT avec À constant.
On n'obtient de zéro que si les amplitudes des ondes sont égales. On utilisera l’atténuateur T pour obtenir des amplitudes aussi voisines que possible.
On peut ainsi mesurer des variations de phase avec une précision de l’ordre de 1 %.
Résultats expérimentaux. — Soit 2: la longueur d’onde de phase mesurée le long de la ligne.
A. Lorsque 1/à, est petit, À: < À.
Pour les aériens considérés dans la suite, il convient
d'utiliser des 2: 29 Ce qui nécessite l'utilisation
de 0 ho
— Dans ces conditions, en première approxi-
mation, 2. ne dépend que de = “0
La figure 38 représente les variations de 2: en
{ | et . avec d — D—.
NU
: d : l fonction de js pour trois valeurs du paramètre —. “0 A0
Sie
x, est petit, 2: 7 mais toujours < }.
EN
; l Le y — À> passe par un MINIMUM Pour -— VOISIN de
ho
, nd th ligne ne transmet plus d'énergie. Si a à 2 il
co 6!
AN) une nouvelle bande de transmission apparaît (conformément aux prévisions théoriques).
— I] est donc possible de faire varier les caracnone ; ; : l téristiques de la ligne soit en laissant ; fixe et en
; : d ve ; d faisant varier —; soit inversement en laissant E fixe ‘0 0
: ; l et en faisant varier ri
Les deux solutions ont été utilisées pour la construction d’antennes rayonnant en bout d’après les principes exposés précédemment.
3.1. Rayonnement et variation de la vitesse de phase dans une antenne à rayonnement longitudinal.
Soit maintenant une ligne en diélectrique artificiel constituée d’un certain nombre de fuseaux mis bout
à bout (fig. 39).
Fig.
Chaque élément de longueur 22, est constitué de disques circulaires écartés le Z — 0,132, et tels d ho de la phase d’une onde qui se propage le long d’une telle structure, sont indiqués dans les figures 4o et 4x,
que — varie de 0,13 à 0,30. Les résultats de mesure
pour des lignes respectivement à deux et quatre éléments.
On lit en abscisses, le rapport z/2,, et en ordonnées \
l'écart ® en degrés ae la phase par rapport à une référence s'écrit onde de référence dont la vitesse de phase est c. AE
Les ondulations de faible amplitude et de courte QU x J 0 ) périodicité sont dues à des ondes stationnaires. Or, Il reste à expliquer les variations brutales de la phase. : 2
a. les écarts de phase trouvés expérimentalement
À 135 ct sont beaucoup plus importants que ceux donnés par la formule précédente;
re el (ui D me et
ren AM ET paris
RS 0 à déaunn 0 LIRE (e]
Fig. 47.
On peut songer tout d’abord à utiliser la théorie classique des milieux à indice de réfraction variable.
: Ta CU ' On connaît - en fonction de — e étant supposé
constant On peut supposer lorsque À. varie assez lentement que À: en un point est le même que pour
la ligne « homogène » correspondante.
L'écart A® de la phase autour de la valeur de
dt
b. bien que À: <2,, Ad oscille autour d’une valeur nulle ;
c. la mesure de la phase met en évidence des
zones où — est grand et > o.
Tous ces faits s'expliquent facilement lorsqu'on assimile chaque fuseau à un obstacle diélectrique disposé sur une ligne diélectrique homogène d’indice de réfraction supérieur à 1 (fig. 42).
Le déphasage de l’onde observé serait alors celui provoqué par l’obstacle diélectrique considéré. Nous avons montré qu’un tel obstacle est « inductif », c’est-à-dire qu'il produit bien une avance de phase.
En fait, cette avance de phase, liée au rayonnement localisé permet de maintenir la valeur de la phase au voisinage de celle d’une onde plane dans le vide, et cela sur une longueur grande devant À,.
C’est la raison pour laquelle il a été possible de réaliser des antennes Jongues à grande efficacité en nous affranchissant de restrictions type Hansen
Woodyard.
En effet avec . — 0,95 on serait limité à L' = 104,
tandis qu’en faisant varier les paramètres caractéristiques de la ligne il a été possible d’atteindre — — 80!
Cette théorie se transpose bien à l'étude des
antennes losange. Chaque losange peut être considéré comme un obstacle sur une ligne bifilaire. On constate en effet un déphasage avant très net dans les « convergents » des losanges (fig. 43 et 44).
La vitesse de phase moyenne de l’onde le long d’une suite de losanges mis bout à bout permet (cf. spectre angulaire) de déterminer la direction du lobe principal du diagramme de rayonnement des losanges. C’est ce que vérifie bien l'expérience.
