Pourquoi utiliser des antennes quart d'onde ?
Les antennes quart d'onde (monopôles) sont idéales quand les dipôles seraient trop grands (ex. : radio AM, ondes très longues) ou que l'espace manque (mobile). Un monopôle quart d'onde n'a qu'un brin : il ne forme pas de boucle fermée pour le courant. Un plan de masse (ground plane) ferme la boucle en fournissant le chemin de retour du courant.
Fréquence et longueur d'onde
Plus la fréquence est basse, plus l'onde est longue, plus l'antenne doit être grande. Radio AM : 500–1600 kHz → ondes 650–1970 pieds. Un dipôle demi-onde est impraticable ; on utilise un monopôle quart d'onde avec le sol comme « miroir » (image virtuelle du second brin).
Masse et courant de retour
Un dipôle a deux brins quart d'onde formant boucle fermée. Le monopôle utilise le sol ou une plaque conductrice pour fermer la boucle et fournir le courant de retour. Plus le plan de masse est grand, moins il y a de pertes. En extérieur, si le sol est mauvais conducteur, on ajoute des radiaux (fils en bobine) autour de l'antenne. 8 à 32 radiaux de 0,20 à 0,28 λ assurent un bon retour.
Longueur électrique
On peut allonger électriquement une antenne physiquement courte via une self (inductance) : le rapport longueur physique / longueur d'onde devient optimal (λ/4). Cela permet émission/réception efficaces sur la fréquence visée.
Applications pratiques
- Antenne fouet de voiture : quart d'onde, capot métallique = plan de masse.
- Téléphones portables : antenne quart d'onde compacte + amplificateur dans le boîtier.
- Talkies-walkies ondes courtes : antennes quart d'onde raccourcies pour transmission/réception locale efficace.