1-5-2-3 : L'antenne DAB

Mise à jour : 16 octobre 2024, Antidote 11.

 

Ce chapitre est une adaptation de l'antenne FM dipôle 75 Ohms à la bande de fréquence du DAB.
Je n'ai jamais réalisé cette antenne, je n'ai pas de DAB !!!
Un des lecteurs de ce chapitre va réaliser un prototype et nous dira ce qu'il faut en penser.
Tant que le retour ne sera pas écrit noir sur blanc dans ce chapitre, je ne m'engage pas sur les résultats de cette antenne.

 

Bande de fréquences :

La bande passante des émissions DAB va de 174 MHz à 240 MHz. Ce chapitre WIKIPEDIA l'explique bien.
En comparaison, la bande de fréquences en FM va de 87 MHz à 108 MHz.
Avec des fréquences plus élevées pour le DAB, l'antenne DAB sera plus courte que l'antenne FM.

 

Antenne DAB dipôle 75 Ohms :

C'est une antenne "simple brin", je n'ai pas les éléments pour parler d'une antenne DAB multibrins.
Utilisation exclusivement en antenne simple brin, avec un câble coaxial 75 Ohms et sur l'entrée antenne 75 Ohms du DAB.

Il y a de très grandes similitudes entre une longueur d'onde acoustique et une longueur d'onde d'une émission de radio.
L'une utilise la célérité du son dans l'air, 343.707 m/s à 50 m d'altitude, 20°C et 40% d'humidité relative, l'autre la vitesse de la lumière dans l'air, 299 798 458 m/s.
Toute les deux utilisent la fréquence, généralement de 20 à 20 000 Hz en audio, de 174 à 240 MHz en DAB et la même formule, lambda = C / F.

L'antenne doit être adaptée à la fréquence moyenne de la gamme d'ondes à recevoir.
La bande DAB est de 174 à 240 MHz, soit une fréquence moyenne arithmétique de ( 174 + 240 ) / 2 = 207.0 MHz.
Si vous considérez une variation des fréquences à l'octave (20, 40, 80, 160, 320, 640, 1280, 5120, 10240), la fréquence moyenne est de racine(174 * 240) = 204.3 MHz, pas loin des 207 MHz de la moyenne arithmétique.
Wikipédia indique la moyenne logarithmique = (240 - 174)/( LN(240) - LN(174) ) = 205.2 Hz, à mi-chemin entre les deux autres.

Trois fréquences de calculs possibles, il faut en éliminer deux.
Le livre parle de la moyenne arithmétique pour les antennes FM, et je préfère la moyenne à l'octave.
Si vous prenez les fréquences de 20 Hz et 20000 Hz, la moyenne arithmétique est de 10010 Hz, la moyenne à l'octave est de 632.5 Hz, la moyenne logarithmique est de 2892 Hz.
Ce que je ne sais pas, c'est si l'octave est pertinente pour la réception hertzienne.

À cette fréquence de 204.3 MHz, la longueur d'onde est de 299 798 458 / 204.3E6 = 1.467 m. (1.448 m avec 207.0 MHz, 1.461 m avec 205.2 MHz).
Notez que si j'avais utilisé la valeur approchée de 300 000 km/s pour la vitesse de la lumière, je n'aurai fait que 1 mm d'erreur sur la longueur d'onde, soit moins que la précision de la réalisation.

Le cas décrit pour l'antenne DAB est l'antenne à 1 élément, appelé dipôle, en impédance de 75 Ohms pour simplifier la réalisation.
Impédance de 75 Ohms veut dire que le câble qui relie l'antenne au DAB à une impédance de 75 Ohms, ce qui n'est pas le cas de tous les câbles d'antenne qui existent aussi en 50 Ohms.
Ce câble est branché sur une entrée antenne 75 Ohms sur le DAB.
Le meilleur moyen d'avoir une mauvaise réception et une désadaptation d'impédance entre l'antenne, le câble et le DAB.

Votre antenne fera une impédance de 75 Ohms, si sa longueur est égale à la demi-longueur d'onde, c'est-à-dire dans notre cas 1.467 / 2 = 0.734 m.
Elle est réalisée dans un tube conducteur de 8 à 30 mm de diamètre.
Tube conducteur veux dire que l'acier, l'aluminium ou le cuivre conviennent

La longueur de 0.734 m est réalisée avec deux demi-tubes, espacés de 1.0 à 2.0 cm au milieu de l'antenne.
C'est au milieu aussi que se branche le câble, l'âme sur un tube, le blindage sur l'autre, aussi proche des extrémités que possible.
Si on prend un espacement moyen de ( 2.0 + 1.0 ) / 2 = 1.5 cm, les demi-tubes font ( 73.4 - 1.5 ) / 2 = 35.95 cm.

L'image ci-dessous est celle de l'antenne FM, pour le DAB les dimensions changent.

• Le tube de 757 mm de long pour la FM devient 395 mm de long pour le DAB.
• La distance entre les deux tubes de 25 mm pour le FM devient 15 mm pour le DAB.
• Le diamètre de 40 mm pour la FM devient 10 à 20 mm pour le DAB.
• Les cosses sont placées le plus près possible du début du tube.

 

La seule difficulté de réalisation est de tenir les tubes parfaitement alignés et de brancher le câble.
Le branchement se fait en soudant des cosses au câble et en vissant ces cosses sur le tube.
Pour l'alignement des tubes, j'ai utilisé un manche à balai qui était pile au diamètre intérieur du tube cuivre de 25 mm de diamètre.
Aujourd'hui j'utiliserai un tube PVC de 30 ou 40 mm de diamètre et je chercherai le tube cuivre qui coulisse juste dessus.
Un ajustement parfait du diamètre intérieur du tube métallique avec le diamètre extérieur du tube plastique n'est absolument pas indispensable.
2, 5, 10 mm de jeu ne gêne pas...

Autre astuce, le tube PVC ou le manche à balai est coupé un peu plus long que les tubes métalliques, ainsi les extrémités servent pour la fixation.
Les vis qui plaquent les cosses sur le tube traversent le tube de part en part.
Elles assurent aussi la tenue de l'écartement de 1 à 2 cm.
Enfin, un bon coup de peinture blanche permet de cacher l'antenne derrière un rideau, pour un émetteur à polarisation horizontal, avec le total accord de madame. WAF = 100%...

Pour la réalisation pratique, vous vous inspirerez de ce qui se fait pour l'antenne FM dipôle 75 Ohms, je n'ai pas d'élément pour dire que c'est bien ou mal...

 

Liens :

Une log périodique pour DAB+, par le musée de la radio.
Description d'une antenne DAB sur YouTube. C'est un peu branquignol !!!

 

Résultats :

François, qui m'a incité à faire ce chapitre, m'a écrit le petit message suivant :

J'ai réalisé l'antenne DAB suivant vos plans.
Je captais le DAB entre 7 et 9 barres sur mon ROTEL RT 12 avec l'antenne bifilaire fournie, dorénavant avec l'antenne "Dôme acoustique" je monte entre 9 et 12 barres.

L'antenne DAB dipôle 75 Ohms de François ressemble beaucoup à une antenne FM, à la longueur près.
C'est normal, c'est la même conception et la même réalisation...

 

Coupleur d'antenne :

Les récepteurs DAB du commerce sont aussi des récepteurs FM.
Vous aurez certainement envie de pouvoir recevoir aussi bien le DAB que la FM, en réalisant les deux antennes.
Il faut ajouter un coupleur d'antenne qui a deux entrées pour les deux antennes et une sortie, votre récepteur n'a qu'une seule entrée d'antenne.
Coupleur TRIAX MFC 401, 4 entrées FM, DAB, télé, SAT.
Coupleur AMS ZA-104MS, 3 entrées FM, DAB, télé.
Coupleur AMS ZA-106AMS, 2 entrées FM et DAB.
Ces coupleurs d'antennes se placent au plus près des antennes.

 

Pour un max de performance :

Pour avoir le maximum de performances, il faut une seule antenne branchée en direct sur le récepteur, donc pas de coupleur d'antennes.
La documentation des coupleurs indique une perte d'insertion de 1 à 3 dB en fonction des modèles.
Vous aurez une meilleure performance en faisant descendre deux câbles d'antenne, du toit vers votre pièce d'écoute, un pour la télé et un pour le DAB, qu'à utiliser un coupleur d'antenne vers le toit et un séparateur dans le salon...
L'idéal, le fin du fin, est le câble direct de l'antenne au récepteur, sans aucune prise entre les deux, en vérifiant bien que ce sont des câbles 75 Ohms...

 

Transformateur adaptateur d'impédance :

Transformateurs d'impédance.
Pour utiliser cette antenne 75 Ohms sur un tuner DAB qui a une entrée antenne en 50 Ohms.

 

Remerciements :

Je remercie sincèrement les internautes qui m'écrivent avec une question, François pour ce sujet, et dont la réponse se traduit par une mise à jour d'un chapitre, ou dans le cas présent par la création d'un nouveau chapitre, pour le bien et l'intérêt de tous.

 

 

Dôme Acoustique