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THESE pour obtenir le titre de Docteur en Sciences de l’Université de Nice-Sophia Antipolis Electronique présentée et soutenue par Renaud CUGGIA.
MODÉLISATION D’ANTENNES TRÈS BASSES FRÉQUENCES (VLF/LF) : étude de l’influence de la structure, des composants associés et de l’environnement en vue de leur optimisation.

Du fait des longueurs d’onde relativement importantes (1 à 30 km) les tailles physiques des structures VLF/LF sont limitées à une faible portion de la longueur d’onde. Les antennes VLF, entrant dans la catégorie des antennes électriquement courtes, sont soumises à des limites de fonctionnement [Wheeler84] qui doivent être prises en compte lors de leur conception. Leur traitement ne fait pas intervenir leurs dimensions réelles mais leurs dimensions « effectives ».
Un processus, communément appelé « top-loading », consiste à augmenter la hauteur effective de l’antenne par l’ajout de bras rayonnants en bout de l’émetteur vertical. Du fait des besoins croissants en puissance, il a été nécessaire d’augmenter considérablement le « top-loading » ce qui donne lieu aujourd’hui à des antennes de plus en plus complexes.
Pour juger de l’efficacité d’une antenne VLF/LF, les divers paramètres à prendre en considération sont les suivants [Watt67] :
• la hauteur effective (he),
• l’impédance d’entrée (Za),
• la puissance rayonnée (Pr),
• l’efficacité de rayonnement,
• et la bande passante (BP).
Lire cette thèse sans modération pendant cette période froide et neigeuse.
via F5SN

Cette recherche et intéressement découle de curiosités envers la nouvelle bande des 630 mètres attribuée à nos voisins .

L’intérêt limité à la réception en France mérite de s’y attarder car la réception de la portion 472 KHz présente des aspects techniques sur le rendement de l’antenne. Ces fréquences ne sont pas faciles à exploiter et demande une réelle spécification dans les VLF/LF/MF. Les premières réceptions sont encourageantes aussi bien en mode traditionnel CW que les modes numériques parfaitement adaptés pour les VLF où les puissances autorisées sont relativement faibles.

La réception demande également quelques précautions au niveau de la conception des récepteurs. Attention aux récepteurs ou transceivers de la station qui « descendent » à ces fréquences. Ils n’ont pas été étudiés pour pratiquer ces fréquences en caractéristiques bande passante et phénomènes d’intermodulation vis à vis du dernier filtre de bande adapté au 160m.

C’est en testant ces différentes composantes, qu’il était utile d’entendre un réel signal arrivant par l’antenne. Pour cela il était pratique de descendre sur 300 KHz dans la bande aviation réservée au balises NDB (Balises non directionnelles). Pour les passionnés de VLF/LF, ces balises ne sont pas une grande découverte. Par contre, pour nos tests de réception, elles sont un très bon outil.

Exploitant ainsi ces balises, nous sommes vite pris au jeu d’écouter attentivement d’une part tous les aérodromes locaux équipés et d’autre part jusqu’où cela pouvait nous emmener en distance.

Le questionnement ne tarde pas à venir au sujet du rendement des balises NDB, car avec le récepteur de course LF, il y a une surprise. Celle de constater les possibilités étonnantes de cette zone de transition LF/MF entre 250 et 500 KHz et des distances couvertes.

La présentation de cette antenne Pro n’est pas anodine en raison de son adaptation capacitive par le haut.
Le système de l’antenne Marguerite est basé sur le principe de la charge sommitale, ce qui lui confère un gain de 6dB par rapport à un mât de même hauteur (15m). Elle est associée à l’unité d’accord automatique UAA9400I