Vitesse de propagation en basse fréquence

Rappelons que nous entendons par régimes de basse fréquence pour une hélice ceux pour lesquels la variable ka est relativement faible (ka < 0,5). L’hélice du tube à ondes progressives est en régime de basse fréquence vers 3,000 MHz. En revanche les

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» < ; . x à à LR T3 * É me . px 1 antennes en hélices fonctionnent en régime de haute

fréquence (ka 1) vers 300 MHz seulement.

Les mesures en basse fréquence ont été entreprises en vue de la réalisation du tube à ondes progressives et, par la même occasion, de la vérification de la théorie de la couche continue.

a) Mesures de CuTLer :

Curcer mentionne simplement l’étude entre 625 et 8.220 MHz de l’hélice d’un tube à ondes progressives prévu pour 4.000 MHz. Les mesures de vitesse ont fourni quatre points qui, autant que l’échelle de la figure permette d’en juger, sont rigoureusement situés sur la courbe théorique. Une cinquième mesure eflectuée en basse fréquence (625 MHz) a donné un résultat supérieur de 10 % à la vitesse théorique.

Par conséquent, sauf vers les fréquences les plus basses, les résultats de CurLer justifient d’une manière remarquable le modèle de la couche continue.

b) Mesures de Jessez et WALLAUSCHEK.

Elles sont plus complètes que celles de Curres. Le rôle des paramètres secondaires a été systématiquement étudié et les difficultés d'interprétation dues à l’imprécision des mesures (+ 3%) nettement soulignées. Dans l’ensemble les prévisions théoriques sont assez bien suivies par l’expérience. En particulier, la variation de la. vitesse avec la fréquence est bien conforme au résultat du chapitre IT. Les valeurs mesurées par les auteurs sur une hélice déterminée (3 — 0,15, o — 0,26) ne sont inférieures que de 0,9 à 1,7 % aux valeurs théoriques ([13], fig. 7). Ce décalage peut être attribué au diamètre

ETCANILIEIRES Répartition du courant sur une antenne en hélice.

du fil. Il pourrait également tenir au fait qu’on a défini le modèle par des valeurs plus ou moins arbitraires de & (rayon moyen) et de & (hélice moyenne). Des expériences multipliées permettraient de dégager des règles empiriques.

Les auteurs ont constaté qu’une augmentation du diamètre du fil tend à réduire la vitesse de propagation ([13], fig. 5). Pour une hélice : a = 2,85 mm, p= 1,5 mm et pour À = 10 cm, # diminue d’environ 5 % lorsque d croît de 0,33 à 0,70 mm. La nature du conducteur, fer ou cuivre, ést pratiquement indifférente. LarosrozLe [19] compare cet effet, paradoxal à première vue, à l'augmentation de la vitesse de phase avec l’atténuation dans les guides.

Nous proposons

JE Su æ x NE.

FAR Mers l'explication suiva upposons le fil assez fin et sa courbure assez faible pour qu'il : se comporte sensiblement comme un conducteur rectiligne. La théorie de PoirNCARÉ-SOMMERFELD de celui-ci montre, qu’à très haute fréquence, la

vitesse de propagation de l’onde principale (E) le

long du fil croît vers c avec le produit dVf. Des | variations dans le même sens du diamètre ou de la fréquence auront donc les mêmes effets, apparents Ë ou réels, sur la vitesse. Or, dans un enroulement en hélice, l'augmentation de fréquence a pour effet de diminuer légèrement la vitesse. Il faut reconnaître, toutefois, que cette interprétation conduit à des variations de vitesse plus faibles que celle que Jessez et WALLAUSCHEK ont observée.

L’accroissement de la vitesse de propagation avec la longueur d’onde peut être interprétée comme un effet de couplage entre spires voisines. La capacité entre spires réduit l’inductance répartie et, le couplage croissant avec à, il en résulte une augmentation corrélative de la vitesse. Ce langage permet de comprendre la transition entre les deux modèles envisagés. On pourrait décrire grossièrement le phénomène par l’image suivante. Le fil n’est jamais conducteur parfait. À fréquence éxtrêmement élevée il guide une onde qui tend à se concentrer dans son voisinage immédiat. Le couplage entre spires est extrêmement faible. On a l’image du fil très fin. L’onde est guidée le long de celui-ci à une vitesse très voisine de c. Supposons que la fréquence diminue. Le champ tend à s’étaler et le couplage entre spires voisines devient sensible. En un point d’une spire une petite composante de champ due à l’action de la spire précédente s’ajoute au champ qui a parcouru la spire complète et a pris, par conséquent, un retard de phase (4 X longueur de la spire). La composition des deux champs tend à réduire légèrement ce retard de phase d’où une augmentation apparente de la vitesse sur le fil, qui devient ainsi supérieure à c. On est alors en accord avec le modèle de la couche. |