Vitesse de propagation en haute fréquence

Entendons par haute fréquence celle pour laquelle la spire devient voisine de À (et éventuellement les fréquences supérieures). Les antennes en hélice fonctionnent dans ces conditions. Les expériences dont les résultats ont été publiés ont été effectuées sur des antennes, c’est-à-dire des hélices courtes (moins de 10 spires) et non sur des hélices illimitées. Cette observation est essentielle.

Marsx à étudié la propagation du courant le long d’une antenne en hélice [21]. Si celle-ci était très fine on devrait constater, conformément à la théorie développée au chapitre V, que la vitesse des ondes de courant est sensiblement égale à c, quelle que soit la fréquence de travail. Or les conclusions de Marsn sont nettement différentes. Cet auteur a observé des. ondes stationnaires de courant dont la complexité croît avec la fréquence et dont il a donné une.

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fo un

iffisamment Da na < 2/3) on reconnaît la

superposition usuelle d’une onde progressive et de

l'onde réfléchie par l’extrémité libre de l'antenne. La vitesse de ces ondes est d’abord légèrement supérieure à c et décroît avec À. On est dans le cas du paragraphe précédent mais avec un couplage entre spires beaucoup plus lâche.

En haute fréquence 3/4 < ka < 4/3. et rend compte de la répartition du courant par la superposition de quatre ondes progressives. D’une part deux ondes (incidente et réfléchie) du type précédent mais fortement atténuées au cours de leur propagation. D'autre part, deux ondes d’un mode supérieur non atténuées. /

À mesure que la fréquence augmente, de nouveaux modes apparaissent. Chacune des ondes de mode supérieur a une vitesse €’ inférieure à c et tendant vers c lorsque la fréquence augmente. Bien entendu, la transition est continue entre deux régimes successifs.

L'existence de ces ondes de courant soulève une très grosse difficulté d'interprétation. La théorie du fil fin n'en rend compte qu'asymptotiquement : droite d’ordonnée c’ = c. L’écart, de l’ordre de 20 %, pour ka = 1, tombe à 10% pour ka= 4/3. On ne peut pas identifier les modes supérieurs à ceux qu’on a ainsi désignés aux chapitres II et V et qui correspondent à la propagation axiale des ondes électromagnétiques guidées. KrAus, dans un ouvrage récent sur les antennes [43] mentionne une certaine théorie de l’hélice, non publiée, dont il ne donne que les résultats. La théorie de BacBy apparaît comme une théorie du premier ordre, acceptable pour les basses fréquences seulement.

Devant la difficulté de faire tenir les propriétés de l’antenne en hélice dans le cadre d’une théorie de l’hélice illimitée, on peut se demander si le problème est bien posé. Il n’est pas impossible qu'une théorie plus raffinée, tenant compte du diamètre du fil et de l’atténuation des ondes, parvienne à expliquer le ralentissement des ondes de courant. Il n’est cependant pas déraisonnable de comparer la situation à celle qui s’est présentée dans le développement de la théorie des antennes rectilignes. L’image d’une ligne sans pertes s’est d’abord imposée. L’impossibilité de rendre compte des propriétés rayonnantes de l’antenne a suggéré d’amortir la ligne. L’énergie rayonnée par une antenne était identifiée à l’énergie consommée par effet Joule dans la ligne équivalente. Cette représentation a pour conséquence nécessaire un ralentissement des ondes attribué aux pertes par rayonnement. Mais l’évolution de la technique des antennes a mis en lumière des contradictions internes de cette théorie, dite classique, et des désaccords avec l'expérience, qui n’ont pu être surmontés que dans des théories autonomes compatibles avec l’électromagnétisme. La répartition des courants y est différente de celle des lignes et la vitesse de propagation reste égale à c.

état leuse. Loi Ta denes est

AI

Or en oo est à l’antenne en hélice ce que la ligne ordinaire est à l'antenne rectiligne. L’onde principale de la théorie de la couche continue, l’onde

d'ordre 0 de l’hélice filiforme jouent le rôle de l’onde

transversale des lignes. L’antenne en hélice est très certainement justiciable d’une théorie autonome que le développement de la technique peut rendre un jour nécessaire. La répartition des courants y obéira à des lois plus ou moins compliquées. La tentative de Marsx répond au même souci que la théorie classique du dipôle : expliquer le fonctionnement de l’antenne en hélice au moyen des courants d’une ligne illimitée. Ce rapprochement indique la voie dans laquelle on doit, à notre avis s’engager : rendre. compte du ralentissement des ondes de Marsx par un amortissement équivalent à l’énergie rayonnée. En dehors d’une théorie exacte, toute autre tentative est vraisemblablement vouée à

l’échec.