Longueur électrique et longueur physique
Une onde radio se propage plus lentement dans un câble coaxial que dans le vide, car l’isolant entre l’âme et la tresse la ralentit. Le rapport entre les deux vitesses est le coefficient de vélocité du câble (VF). La longueur d’onde dans le câble est donc plus courte que dans l’air, et un tronçon « quart d’onde » est physiquement plus court qu’un quart de la longueur d’onde dans le vide.
Les formules
- Longueur d’onde dans le vide (m) = 299,79 ÷ fréquence (MHz)
- Longueur d’onde dans le câble = longueur d’onde dans le vide × VF
- Longueur physique d’un tronçon = fraction (1/4, 1/2 ou 1) × longueur d’onde dans le câble
À 145 MHz (bande des 2 m), la longueur d’onde dans le vide est de 2,068 m. Dans du RG-58 à isolant polyéthylène plein (VF 0,66), elle tombe à 1,365 m : un stub quart d’onde mesure 34,1 cm.
| Diélectrique | Coefficient de vélocité typique | Exemples |
|---|---|---|
| Polyéthylène plein | 0,66 | RG-58, RG-213, KX4 |
| Polyéthylène mousse | 0,78 à 0,85 | RG-6, LMR-400 (0,85), H-155 |
| PTFE | 0,70 | RG-142, RG-316 |
| Air ou ligne bifilaire | 0,95 ou plus | Câbles rigides, échelle à grenouille |
À quoi servent ces tronçons
- Un stub quart d’onde ouvert à l’extrémité se comporte comme un court-circuit à sa fréquence ; court-circuité au bout, il se comporte comme un circuit ouvert. Les radioamateurs s’en servent comme filtres réjecteurs et pour atténuer les harmoniques.
- Un tronçon demi-onde reproduit à l’entrée l’impédance présente au bout, quelle que soit l’impédance du câble.
- Un transformateur quart d’onde adapte deux impédances : Z = √(Z1 × Z2).
- Les lignes de couplage des réseaux d’antennes demandent des longueurs électriques précises.
Retard et déphasage
Le calculateur donne aussi le retard et le déphasage d’une longueur quelconque. Dix mètres de câble à 0,66 retardent un signal d’environ 50,5 ns ; à 145 MHz, cela fait 7,33 longueurs d’onde, soit un déphasage de 118°.
Précision
Les coefficients de vélocité varient de quelques pour cent selon les fabricants. Pour un stub précis, coupez un peu long et raccourcissez en mesurant à l’analyseur d’antenne ou au NanoVNA.