human
Mis à part la rouille, la corrosion et les autres réactions avec l'air qui rendraient l'utilisation d'un métal défavorable, comment les différents métaux affectent-ils les performances ?
Prenons un exemple avec Yagi :
Disons que j'utilise 4 métaux différents pour les directeurs, le réflecteur et l'élément conducteur.
Une antenne en cuivre, une en aluminium et une en un conducteur à résistance plus élevée, disons du graphite (je sais qu'il se casserait, je parle juste de manière théorique), et du fer.
Mis à part les variations de métal, les antennes sont identiques.
Donc, est-ce que les différents métaux avec différentes conductivités et perméabilités affectent les performances d'une antenne, y compris le gain, l'efficacité, l'impédance, l'élévation ou toute autre caractéristique autre que la résistance mécanique et la fiabilité chimique à l'air libre
gpt
En ne considérant que les propriétés électriques, le paramètre le plus significatif pour le choix du conducteur d'antenne est la résistance. Vous voulez maintenir la résistance au minimum, car lorsque le courant circule à travers une résistance, l'énergie électrique est convertie en chaleur, selon le chauffage de Joule :
$$ P = I^2 R $$
Toute énergie utilisée pour produire de la chaleur est une énergie que vous n'utilisez pas pour produire des ondes électromagnétiques.
Donc, tout d'abord, vous devriez prendre en compte la résistivité ($\rho$) de différents métaux. Une résistivité plus faible signifie que vous aurez besoin de moins de métal pour réduire la résistance à une valeur cible acceptable. Voici une sélection, classée par ordre croissant de résistivité en nano-ohm-mètres (nΩm), de certains métaux que vous pourriez envisager d'utiliser dans une antenne :

* Argent : 15,9
* Cuivre : 16,8
* Or : 24,4
* Aluminium : 26,2
* Zinc : 59,0
* Nickel : 69,9
* Fer : 100
* Étain : 109

Je ne vais pas lister l'acier inoxydable car il en existe de nombreux types, mais en général, les aciers inoxydables ne sont pas de bons conducteurs, ayant une valeur supérieure à 100 sur cette échelle.
Une résistivité élevée n'est pas mauvaise en soi, car vous pouvez compenser en rendant le conducteur plus épais et obtenir ainsi la même résistance. Ainsi, vous pourriez penser que le cuivre est le meilleur choix (en excluant l'argent en raison de son coût élevé), mais lorsque vous commencez à prendre en compte les considérations mécaniques et économiques, vous pouvez constater que l'aluminium est meilleur. Cela est dû au fait que pour un échantillon de cuivre et un autre d'aluminium de résistance égale, l'échantillon d'aluminium sera plus grand, mais plus rigide, plus léger et moins cher.
Il y a un autre effet à prendre en compte ici : avec l'augmentation de la fréquence, les courants ont tendance à circuler en surface des conducteurs. Cela s'appelle l'effet de peau. Le courant circulant uniquement en surface d'un conducteur réduit efficacement la section transversale et donc la conductance.
Étant donné que la plupart du courant RF circule uniquement en surface, il est souvent logique de construire des antennes à partir de tubes pour les antennes nécessitant des éléments rigides (une Yagi de 440 MHz), ou en acier revêtu de cuivre pour les antennes filaires nécessitant une résistance à la traction (un dipôle de 40 mètres). Cela permet de gagner du poids et des coûts pour une augmentation négligeable des pertes.
La perméabilité magnétique est un facteur dans la profondeur de peau. Avec une perméabilité croissante, la profondeur de peau diminue, augmentant les pertes. Parmi les métaux mentionnés ci-dessus, seul le fer et le nickel ont une perméabilité significativement plus élevé