Comprendre les ondes stationnaires
Quatre sigles, un seul phénomène. ROS, TOS, SWR et VSWR décrivent tous la désadaptation d’impédance entre l’émetteur, la ligne de transmission et l’antenne — et ce que cette désadaptation coûte en puissance et en sécurité pour votre matériel.
Définition des termes
ROS signifie Rapport d’Ondes Stationnaires. Il indique le rapport entre l’onde transmise vers l’antenne et l’onde réfléchie qui revient vers l’émetteur.
TOS signifie Taux d’Ondes Stationnaires. En pratique radioamateur, il est souvent utilisé comme synonyme de ROS.
SWR est le terme anglais pour Standing Wave Ratio. VSWR, ou Voltage Standing Wave Ratio, précise que la mesure est faite à partir des tensions présentes sur la ligne.
En résumé, ROS, TOS, SWR et VSWR parlent du même problème : une partie de la puissance envoyée par l’émetteur n’est pas correctement absorbée par l’antenne et revient vers l’émetteur.
Pourquoi le ROS apparaît-il ?
Un système radio fonctionne correctement lorsque les impédances sont adaptées. Par exemple, un émetteur prévu pour travailler en 50 ohms doit idéalement être raccordé à une ligne coaxiale de 50 ohms et à une antenne présentant également une impédance proche de 50 ohms à la fréquence utilisée.
Si l’antenne n’est pas accordée, ou si son impédance est trop différente de celle du câble coaxial, une partie de l’énergie HF est réfléchie. Cette puissance réfléchie crée des ondes stationnaires dans la ligne.
Conséquences d’un ROS élevé
- Perte de rendement : une partie de la puissance ne part pas vers l’antenne.
- Échauffement : le câble, la boîte d’accord ou l’étage final peuvent chauffer davantage.
- Protection de l’émetteur : beaucoup de postes réduisent automatiquement leur puissance si le ROS est trop élevé.
- Risque pour le PA : les transistors de puissance peuvent être endommagés si la désadaptation est importante.
Contrairement à une idée reçue, un ROS élevé ne crée pas directement des interférences. Il indique surtout que l’antenne ne reçoit pas correctement toute la puissance fournie.
Valeurs courantes du ROS
| ROS | Interprétation |
|---|---|
| 1:1 | Adaptation parfaite |
| 1.5:1 | Très bon accord |
| 2:1 | Acceptable dans beaucoup de cas |
| 3:1 et plus | À corriger si possible |
Formule du ROS
Le ROS peut être calculé à partir du coefficient de réflexion, noté Γ :
Le coefficient Γ représente le rapport entre la tension réfléchie et la tension incidente :
Avec :
Calcul à partir des puissances
En pratique, on mesure souvent la puissance directe et la puissance réfléchie :
Puis on applique la formule :
Exemple simple
Si un émetteur envoie 100 W et que 4 W reviennent vers lui, le coefficient de réflexion est :
Le ROS sera donc :
Dans cet exemple, le ROS est de 1,5:1, ce qui correspond à un très bon accord.
Pour finir
Le ROS est un indicateur important pour vérifier l’adaptation entre l’émetteur, le câble coaxial et l’antenne. Un ROS faible permet un meilleur transfert de puissance et protège le matériel. Avant de chercher à émettre plus fort, il est donc préférable de vérifier l’accord de l’antenne et la qualité de la ligne de transmission.