Correspondance de Serge, F6AEM sur le fait de savoir s’il faut parler de TOS ou de ROS quand on évoque le quotient de l’intensité maximale sur l’intensité minimale dans une ligne de transmission

DEBUT DE CITATION

Nous avons pu lire dans Radio-REF de MARS 1999, dans la rubrique "ALLO DOCTEUR", page 39, question Nø 17, qu'une antenne présente un TOS de 1,1 /1.

En page 75 et 76, tableau des caractéristiques d'antennes 50 MHz,
on parle de TOS de 1,24.... ou 1,37.

Une confusion largement répandue entre TOS et ROS est à noter dans les 2 cas.
Cette confusion qui perdure depuis de très nombreuses années n'est pas propre à Radio-REF !

I/ Définition du ROS et du TOS :

1.1/ Rappel:
       Soit une ligne d'impédance Zc, chargée à son extrémité par une
     Impédance terminale Zt.
       Si Zt est différente de Zt, la ligne est le siège d'ondes stationnaires,
       et est donc parcourue par un courant de forme périodique.
       Ce courant passe par des minimum et maximum, Imin et Imax,
       auxquels correspondent des tensions Umax et Umin.
       Lorsque  Zt = Zc, la ligne n'est le siège d'aucune onde stationnaire,
       le courant et la tension sont constant , de la forme U= Zc * I.

1.2/ ROS :
Si l'on parle du ROS, nous devons retenir la définition correspondant au "SWR" des anglo-saxons, dont "Rapport d'Ondes Stationnaires" est la traduction littérale, et la seule qui soit rigoureuse :
ROS = SWR = Umax /Umin   =  Imax /Imin , d'où découlent :
               et

1.3 / TOS :
La technique française parle souvent du TOS, qui est le rapport entre la tension directe Vd, et la tension réfléchie Vr, mesuré avec un réflectomètre, normalement au niveau de la charge, en sortie de ligne, et non en entrée de ligne, côté générateur, ce qui fausse les mesures....et encore, faut-il que l'impédance du réflectomètre soit adaptée à la charge,sinon seule la mesure donnant un ROS de 1/1 est exacte !
 Il s'agit bien de tensions (ou courants) et non de puissances....
Ce rapport est exprimé en %, et la lecture du TOS peut se faire sur un réflectomètre gradué de 0 à 100, valeur à laquelle on peut calibrer l'appareil sur la tension "directe".
Le TOS correspond alors à la valeur lue de la tension réfléchie :
    ,   appelé coefficient de réflexion :
Taux d'Ondes Stationnaires  =          =
 noter que   , donc TOS   toujours   à 100 % :  c'est un taux exprimé en %,
                alors que ROS est toujours   à 1/1 :  c'est un rapport, sans unité.

1.4/ Passage de ROS <==> à TOS :
    :    comme
A titre d'information, pour une charge purement résistive, Zt est une résistance pure Rt, et
 
Avec un wattmètre adapté, ou en mesurant   P = U*I en remarquant que Pd = Vd2/Rt , et que Pr = Vr2/Rt
(Pd étant la puissance "directe", Pr la puissance "réfléchie")
      =

et, à l'inverse,
 
1.5/ TABLE DE CONVERSION  ROS <==> TOS
En appliquant les formules ci-dessus, on trouve :
    ROS         TOS %                   ROS         TOS %
    1,02           1                               8            77,8
    1.041         2                               9            80
    1.062         3                              10           81,8
    1.083         4                              11           83,3
    1,105         5                              12           84,6
    1,128         6                              13           85,7
    1,151         7                              14           86,7
    1,174         8                              15           87,5
    1,198         9                              16           88,2
    1,22          10                             17           88,9
    1,353        15                             18           89,5
    1,5            20                             19           90
    1,666        25                             20           90,5
    1,857        30                             25           92,3
    2               33                             30           93,5
    2,077        35                             40           95,1
    2,333        40                             50           96,1
    3               50                              ì            100
    4               60
    5,666        70
    6               71,4
    7               75
 
II/ Conclusions :
Notre bon Docteur aurait dû nous parler d'un ROS de 1,1 /1, correspondant à un TOS de 4,8 %, de même que pour notre ami F6BSJ, qui nous a décrit les 2 antennes 50 MHz: la 3 éléments à 50 MHz présente un ROS de 1,24, soit un TOS de 10,7 %.
La notion de TOS était courante à l'époque où nous construisions nous mêmes nos TOSmètres, avec un bout de câble coaxial, et un bout de fil glissé sousla gaine, ou encore avec un tube dans une gouttière en U, flanqué d'une ou deux lignes de détection de Id et Ir.
Les appareils commerciaux actuels lisent directement le ROS et les puissances directes et réfléchies (systèmes à 2 galvas ou à 2 aiguilles croisées), ou alors avec un Wattmètre genre "Bird", on lit Pd et Pr.
Et on transforme en ROS, selon les formules données ci-dessus.
Je pense que la notion de TOS, très française, devient obsolète, et qu'il vaut mieux s'attacher à celle ROS, pour éviter ces multiples confusions, et parler le même langage technique dans tous les pays.

73 de Serge, de F6AEM.

FIN DE CITATION