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J'ai eu à utiliser des antennes directives A3 et A4s de chez Cushcraft et irrémédiablement, un jour ou l'autre des problèmes apparaissent...
Voici mon retour d'expérience sur la réparation des trappes des antennes Cushcraft.
Les informations données concernent des Yagis tri bandes mais s'appliquent à d'autres types de verticales et directives.
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Pour mes activités SOTA, j'ai récemment acquis un transceiver QRP SW-3B, qui comme son nom l'indique permet de trafiquer sur 3 bandes : 40/30/20 m.
Il me fallait donc une antenne qui permette d'utiliser ces 3 bandes en trafic portable SOTA.
Ayant déjà une bonne expérience avec les antennes demie-onde, j'ai décidé d'en réaliser une version pour les 3 bandes 40/30/20m.
Les avantages de la demie-onde alimentée à son extrémité (EFHW en anglais) sont :
- construction simple
- multibandes
- nécessite un seul support, peut être installée en ligne, V inversé, zig-zag.
- alimentation à son extrémité, peut être raccordée à la station SANS coaxial.
- la partie la plus rayonnante se trouve au centre de l'antenne.
Tous ces avantages ne sont pas négligeables en portable et en font donc une antenne idéale pour le SOTA par exemple.
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Entrez la fréquence la plus basse en MHz pour laquelle vous voulez calculer les fréquences harmoniques.
Le calculateur vous retournera les fréquences, les longueurs (en m) d'ondes théoriques (WL) ainsi que les longueurs mécaniques pour l'onde entière (ML), demie-onde (ML/2) et quart d'onde (ML/4) pour la fondamentale et les harmoniques.
Le facteur de raccourcissement utilisé ici est k=0.95
| F1 | H2 | H3 | H4 | H5 | H6 | H7 | H8 | H9 | H10 | |
| MHz | ||||||||||
| WL (m) | ||||||||||
| ML (m) | ||||||||||
| ML/2 (m) | ||||||||||
| ML/4 (m) |
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Voici un simulateur pour le populaire coupleur d'antenne en T avec capacités série et inductance parallèle. Les trois boutons au bas du dessin permettent d'ajuster les trois composants. Ils peuvent être réglés en déplaçant la souris sur un bouton, en cliquant et en maintenant le bouton gauche de la souris appuyé et en faisant tourner le curseur autour du bouton. Le bouton devrait alors tourner et faire varier la valeur du composant choisi. Les boutons des condensateurs ont une course de 10 tours et la self 30.
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Le ROS est affiché simultanément de manière digitale en haut à gauche du "coupleur" ainsi qu'analogiquement sur le ROS-mètre. La perte provoquée par le coupleur est affichée en pourcentage par rapport à la puissance d'entrée ainsi qu'en dB. En cliquant sur le bouton "Autotune", l'ordinateur calculera la valeur exacte des composants qui adapteraient parfaitement la charge en limitant au minimum la perte dans le coupleur en supposant que les condensateurs variables ont un Q nettement plus élevé que la self.
L'algorithme de calcul Autotune tente de minimiser la valeur de l'inductance à utiliser en commençant par essayer de trouver un accord en affectant une valeur maximum à un des condensateurs variable, puis si cela échoue, il essaye chacun des composants avec sa valeur actuelle. Si aucun accord initial n'est trouvé, il abandonne et affiche "Tune failed" dans le panneau des messages. Si un accord initial est trouvé, il effectue une recherche dichotomique entre la valeur de départ de l'inductance et zéro afin de trouver la valeur minimum de l'inductance pour un accord.
Notez qu'il est simple de programmer un algorithme qui trouve le minimum de perte, alors que nos coupleurs n'ont pas d'indicateur de perte, une règle comme "trouver un accord avec un minimum de self" est bien plus utile. Dans tous les cas, le Q des véritables composants varient pendant qu'ils sont ajustés.
Le bouton Set Up vous permet de changer la valeur maximum des trois composants et leurs Q. Initialement les condensateurs ont une valeur de 250pF, un Q de 2000 et la self une valeur de 30 uH et un Q de 100.
Les trois champs à droite vous permettent de changer la charge et la fréquence en MHz.
Une façon d'utiliser cette applet est de sélectionner une valeur de résistance et réactance de la charge, puis d'ajuster les boutons pour trouver une adaptation, comme vous le feriez avec une vrai coupleur. Notez le pourcentage de pertes dans le coupleur pour votre réglage et cliquez ensuite le bouton "Autotune" et vérifiez si l'ordinateur a trouvé un meilleur réglage.
Veuillez prendre note que si vous cherchez un logiciel pour déterminer les valeurs optimums des composants d'un coupleur en T, vous devriez chercher ailleurs !
Pour utiliser ce logiciel localement sur votre ordinateur, téléchargez le fichier tuner.jar et le fichier que vous visualisez actuellement tuner.html et copiez les dans le répertoire de votre choix, puis visualisez le fichier tuner.html à l'aide de votre navigateur.
Le code source Java de l'applet est distribuée sous licence GNU general public. la source est disponible dans l'archive tunersrc.zip.
La page de l'auteur est disponible ici. Vous y trouverez quantité d'informations intéressantes d'un niveau technique parfois élevé !
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Cette page n'a aucune autre prétention que d'essayer de vous faire comprendre simplement comment fonctionne l'antenne verticale quart d'onde, d'éviter certaines confusions et vous expliquer comment en tirer le maximum.
L'antenne la plus simple de toutes les antennes est l'antenne verticale, aussi appelée antenne Marconi, reliée à la terre à sa partie inférieure et d'une longueur électrique d'un quart d'onde.
Cette antenne vibre avec un noeud d'intensité (minimum) à son sommet, donc un ventre de tension (maximum).
Simple dans son fonctionnement, elle n'est par contre pas la plus simple à comprendre et à appréhender.
Ci contre : L'antenne 1/2 onde et son équivalent 1/4 onde montée au sol. Le 1/4 d'onde manquant peut être considéré comme l'image dans le sol.
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Pendant nos contests multi-multi, nous avons été confrontés à un problème de réception sur le stations bandes basses.
Nous avions trois positions de trafic, une 160m, une sur 80m et enfin une sur 40m.
Le problème était simple : comment pouvions partager les antennes de réception entre ces 3 stations ?
La première solution a été "d'éclater" chaque antenne dans trois directions vers les 3 récepteurs à l'aide de T coaxiaux, puis de sélectionner une antenne parmi les autres avec des commutateurs coaxiaux.
Outre que ce système nécessitait de nombreux accessoires, il ne donnait pas satisfaction. Lorsque la même antenne était sélectionnée par 2 stations, il y avait rupture d'impédance et affaiblissement important...
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Pour mes activités portable en VHF, j'utilisais depuis pas loin de 30 ans une Yagi 9 el de F9FT. Celle-ci était légère, peu encombrante et relativement performante. Malheureusement elle a fini par rendre l'âme à la suite d'une chute lors d'un contest VHF.
Pour sa remplaçante, je décidais de construire quelque chose. Après quelques recherches, j'éliminais certains designs car ils ne répondaient pas à tous les critères que je m'étais fixés. Mon choix s'est finalement porté sur une antenne selon DK7ZB, une Yagi 7 éléments en technologie 28 Ohms. Les avantages des antennes étudiées par DK7ZB sont :
- optimisation par ordinateur
- reproductibilité assurée
- facilement démontable et transportable pour les activités portable et contest
- excellentes caractéristiques électriques, gain, diagramme de rayonnement et adaptation.
La version originale décrite sur le site de Martin DK7ZB avait un boom de 3.26 m, je lui ai demandé de la recalculer afin de la faire tenir sur un boom de 3m. Les tubes et profilés d'aluminium étant vendus en longueur de 6m, cette solution permet de construire 2 antennes sans perte de matière première, au prix il est vrai d'une légère perte de gain. (moins de 0,4 dB)
Une longueur de 6m de tube permet également de réaliser tous les éléments pour ces 2 antennes. Passer à 8 éléments aurait nécessité l'achat d'une deuxième longueur de 6m !
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Voici la description sommaire d'un système d'alimentation et de commutation permettant de mettre en phase quatre antennes verticales 40m, 80m ou 160m. Les principes décrits ici sont bien sûr applicables à toutes les autres bandes, mais l'intérêt est alors moins évident, une antenne directive donnera des meilleurs résultats pour un investissement identique.
Le système de déphasage est articulé autour d'un déphaseur hybride COLLINS. Ce système de mise en phase est loin d'être le meilleur, mais il a le mérite d'être de construction et une mise en œuvre faciles, notamment pour les contests, les field-days et les expéditions.
De nombreuses stations utilisent ce système avec succès qui a fait ses preuves.
Photo d'un système de 4 antennes pour la bande des 80m. (Cliquez sur l'image pour agrandir)