Le dipôle demi-onde dans des conditions idéales

Placé dans l'espace à l'abri de toute influence, le doublet demi-onde est parfaitement symétrique. S'il est tendu horizontalement au-dessus d'un sol parfaitement plan et homogène, le signal capté par l'antenne se traduira par une courant identique dans chacun des deux brins et la tension mesurée au point d'alimentation A sera identique à celui du point A' . Les impédances mesurées entre le sol T et chacun des points A et A' sont les mêmes.

Les conditions réelles

Les conditions idéales sont rares pour une antenne dipôle :
- bien dégagée des arbres et bâtiments environnants
- hauteur constante par rapport au sol
- sol bon conducteur sous toute la surface de l'antenne
- ligne d'alimentation s'éloignant perpendiculairement des brins rayonnants
et bien sûr parfaite symétrie du dipôle.
Le problème est similaire pour une antenne yagi où le dipôle est influencé par les autres éléments, les supports, le rotor, le mât et souvent les autres antennes montées sur le même mât.
Sur la figure ci-contre, l'impédance entre A et T est différente de celle entre A' et T, les tensions (donc les courants) seront différents entre les deux brins et la terre.

Origine du courant de gaine ou courant de mode commun

Les deux brins rayonnants raccordés l'un à l'âme et l'autre à la gaine du câble coaxial sont le siège de courants différents i1 d'un côté et i2+i3 de l'autre.
Dans le câble coaxial les courants à la surface de l'âme et sur la surface interne de la gaine sont identiques et de sens opposés. La différence entre les courants dans les deux brins, i3, ne peut s'écouler qu'à l'extérieur de la gaine.
Ce courant de gaine a plusieurs effets :
1) le câble coaxial se comporte comme un brin rayonnant
- il va rayonner dans le shack mais surtout dans la maison d'habitation où peut se trouver un téléviseur sensible au QRM
- il constitue un troisième brin rayonnant qui va perturber le diagramme de rayonnant du dipôle (ce qui n'est guère gênant)
2) une onde stationnaire, dépendant de la longueur du câble et du conducteur de prise de terre, peut produire des surtensions importantes au niveau de la station et perturber gravement le fonctionnement de la station (retour de HF, déclenchement du système de protection du PA...).
Le courant i3, distinct de i2 grâce à l'effet de peau, est aussi appelé courant de mode commun .

Il ne faut toutefois pas dramatiser les conséquences de la mauvaise symétrie d'un dipôle qui ne se manifestent que dans certains cas (forte dissymétrie, puissance d'émission importante, téléviseur sensible aux interférences...)


Solutions

Pour supprimer les courants de gaine on peut d'abord agir sur la symétrie de l'antenne et réduire le ROS mais des solutions curatives sont parfois nécessaires :
- filtre de gaine, self d'arrêt (self de mode commun). Voir : Self d'arrêt en mode commun sur câble coaxial
- utilisation d'un gamma-match au niveau du dipôle pour l'asymétrisation et l'adaptation d'impédance
- balun symétriseur de l'antenne (exemple : balun coaxial)