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Antenne Quadrifilaire Hélicoïdale
By janvier 12, 2026 0 Comment

Antenne Quadrifilaire Hélicoïdale

La Reine du Dôme : L'Antenne Quadrifilaire Hélicoïdale (QHA)

Introduction

Dans le monde de la Guerre Électronique (REB), il existe une antenne qui surpasse toutes les autres pour la protection rapprochée : la QHA (Quadrifilar Helix Antenna), ou Hélice Quadrifilaire. Contrairement aux antennes bâtons classiques qui laissent un "trou" au-dessus d'elles, la QHA crée un véritable dôme de protection impénétrable. Cet article explore en profondeur sa géométrie, sa physique et pourquoi elle est devenue le standard de facto pour la protection anti-drone sur les chars et les véhicules VIP.

1. Le Problème des Antennes Classiques (Le "Cône de Silence")

Pour comprendre le génie de la QHA, il faut d'abord comprendre la faiblesse mortelle des antennes standards.

Une antenne "bâton" (monopôle ou dipôle vertical), comme celles qu'on trouve sur les toits des voitures ou les routeurs Wi-Fi, rayonne son énergie comme un beignet (tore). Elle envoie beaucoup d'énergie à l'horizon (360° autour d'elle), mais presque rien vers le ciel (au zénith).

La Vulnérabilité Fatale

Si un drone arrive à haute altitude et plonge verticalement sur votre véhicule (attaque "Top Attack"), il entre dans le "Cône de Silence" de votre antenne bâton. Dans cette zone, votre brouilleur, même de 1000 Watts, n'émet pratiquement aucune énergie. Le drone conserve son lien radio jusqu'à l'impact.

2. La Solution QHA : Géométrie Sacrée

L'antenne Quadrifilaire Hélicoïdale résout ce problème par sa structure unique. Elle n'est pas constituée d'un fil, mais de quatre hélices entrelacées, alimentées avec un déphasage précis.

2.1. Anatomie d'une QHA

  • 4 Brins (Hélices) : Deux grandes boucles fermées ou quatre brins ouverts, enroulés en spirale autour d'un axe imaginaire.
  • Déphasage de 90° : Les quatre brins sont alimentés séquentiellement : 0°, 90°, 180°, 270°. C'est ce "mouvement tournant" électrique qui crée la magie.
  • Structure Tubulaire : Souvent montée autour d'un tube PVC ou fibre de verre pour la rigidité mécanique.

2.2. Le Diagramme de Rayonnement "Hémisphérique"

Contrairement au "beignet" plat du dipôle, la QHA projette une bulle d'énergie parfaite (forme cardioïde). Elle rayonne :

  • Fortement vers l'horizon (pour attraper les drones qui approchent de loin).
  • Fortement vers le zénith (pour protéger contre les attaques verticales).

C'est ce qu'on appelle un diagramme Iso-Flux ou Hémisphérique. Il n'y a aucun trou, aucun angle mort au-dessus de l'antenne.

3. La Magie de la Polarisation Circulaire (RHCP/LHCP)

L'autre atout majeur de la QHA est sa capacité à générer une Polarisation Circulaire pure.

Linéaire vs Circulaire

Une antenne classique émet une onde qui oscille dans un plan (Vertical ou Horizontal). C'est la polarisation Linéaire.
Une QHA émet une onde qui tourne en tire-bouchon. C'est la polarisation Circulaire.

Pourquoi est-ce crucial en REB ?

  1. Pénétration du Feuillage : Les ondes circulaires traversent mieux les obstacles (arbres, pluie) que les ondes linéaires, qui ont tendance à être absorbées ou réfléchies.
  2. Indépendance de l'Orientation : Un drone FPV en train de faire des acrobaties change constamment d'inclinaison. S'il a une antenne linéaire et qu'il se met à 90° de votre antenne linéaire, il perd le signal (Cross-Polarization Loss : -30dB). Avec une QHA circulaire, peu importe comment le drone bouge, le "tire-bouchon" l'atteindra toujours avec une perte minimale (-3dB max).
  3. Réjection des Multipath : En milieu urbain, les signaux rebondissent sur les murs et s'inversent (une onde Droite (RHCP) qui rebondit devient Gauche (LHCP)). Une antenne QHA RHCP rejettera naturellement les reflets LHCP, nettoyant ainsi le signal reçu ou émis.

4. Construction et Défis Techniques

Fabriquer une QHA est un art difficile. La précision mécanique doit être millimétrique.

4.1. Le Défi de l'Alimentation (Balun Infini)

Alimenter 4 brins avec des phases exactes de 0-90-180-270° nécessite un réseau de phasage complexe (hybride 90°). Une astuce technique utilisée en REB est la QHA auto-phasée : on joue sur la longueur des boucles (une plus courte, une plus longue) pour créer naturellement le déphasage par réactance, sans circuit externe complexe.

4.2. Matériaux : Cuivre vs PCB

Comparatif de Fabrication

  • Tube de Cuivre (Plomberie) :
    • Avantages : Supporte des puissances énormes (100W+), très robuste, large bande passante (gros diamètre = large bande).
    • Inconvénients : Lourd, difficile à plier précisément.
  • PCB Flexible (Imprimé) :
    • Avantages : Précision parfaite (gravure industrielle), léger, reproductible à l'infini.
    • Inconvénients : Supporte moins de puissance (risque de brûlure des pistes), bande passante plus étroite.

Pour un brouilleur de véhicule tactique (50W par canal), on privilégie souvent le cuivre ou l'aluminium épais de 5-8mm de diamètre.

5. QHA vs La Concurrence : Le Match

Pourquoi s'embêter à construire une hélice complexe alors qu'on pourrait croiser deux bouts de fil ? Comparons la QHA avec son rival historique : l'antenne Turnstile (Dipôles Croisés).

Caractéristique QHA (Quadrifilaire) Turnstile (Croisée)
Diagramme Hémisphérique parfait (Cardioïde) Donut déformé (Trou au zénith si mal phasée)
Ratio Axial (Qualité Circulaire) Excellent de 10° à 90° d'élévation Bon au zénith, dégradé à l'horizon
Bande Passante Large (Auto-compensée) Étroite (Résonance précise)
Complexité Fab. Élevée (Géométrie 3D) Faible (2 fils à plat)

Verdict : La Turnstile est la "solution du pauvre" pour les satellites météo amateurs. La QHA est l'outil du professionnel qui ne peut pas se permettre de perdre le lien.

6. Le Cauchemar du Réglage : SWR et Impédance

Attention au TOS

La QHA est une antenne "susceptible". Une variation de 1mm sur le diamètre de l'hélice ou le pas de vis peut déplacer la fréquence de résonance de 50 MHz.

6.1. L'Infinite Balun

Pour éviter que le câble coaxial ne rayonne et ne perturbe le diagramme (ce qui ruinerait la polarisation circulaire), on utilise souvent la technique du Balun Infini.

  • Le câble coaxial passe à l'intérieur du tube de l'antenne, du bas vers le haut.
  • Il est soudé au sommet (point d'alimentation).
  • Le tube agit comme un piège RF, empêchant le courant de redescendre sur la gaine du câble.

C'est cette élégance de conception qui rend la QHA si propre électromagnétiquement, mais aussi si difficile à modifier une fois construite.

7. Cas d'Usage Typique : Le Brouilleur "Dôme"

Sur un char d'assaut moderne, on installe souvent une QHA pour la bande 868/915 MHz (contrôle FPV) et une autre pour le 2.4 GHz.

  • Scénario : Le char avance.
  • Menace : Un essaim de drones FPV attaque de tous les côtés, y compris en piqué vertical.
  • Action : La QHA crée une bulle de 300 à 500 mètres de rayon autour du char. Tout drone entrant dans cette bulle perd instantanément le lien vidéo et contrôle, quelle que soit son altitude ou son angle d'attaque.

8. Conclusion et Avenir

L'antenne QHA est la reine incontestée de la protection rapprochée. Bien qu'elle ait moins de "portée pure" à l'horizon qu'une antenne colinéaire à gain élevé, elle offre ce qui compte le plus : la sécurité totale. Pas de trous, pas de failles, pas d'angles morts. Dans un monde où la menace vient du ciel, regarder vers le haut n'est plus une option, c'est une nécessité de survie.

Les évolutions futures incluent les QHA imprimées en 3D avec des polymères conducteurs et les réseaux phasés de QHA pour diriger l'énergie dynamiquement.


Lexique Technique

RHCP / LHCP
Right Hand Circular Polarization (Tourne à Droite) / Left Hand Circular Polarization (Tourne à Gauche). Les deux sens sont incompatibles entre eux.
Diagramme Cardioïde
Forme de pomme ou de coeur. Indique que l'antenne rayonne bien au-dessus et sur les côtés, mais peu en dessous.
Balun
BALanced to UNbalanced. Dispositif permettant de connecter un câble coaxial (asymétrique) à une antenne symétrique comme la QHA.
Axial Ratio
Mesure de la qualité de la polarisation circulaire. Un ratio de 1 (0dB) est parfait. Au-delà de 3dB, la polarisation devient elliptique.
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