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1)Introduction |
Nous
sommes tous plus ou moins confrontés au problème de l'espace
disponible pour installer nos antennes. Ayant longtemps vécu sans
aucune possibilité d'installation d'antennes dignes de ce nom (avec la
frustration qui va avec), quand j'ai eu la possibilité de monter un
semblant de pylône, il m'a fallu opérer des choix :
- soit privilégier les antennes V/UHF ce qui implicitement excluait une
beam décamétrique
- soit faire l'inverse.
Choix cornélien s'il en fut! Après mûres réflexions et étant
passionné plutôt par les longueurs d'ondes inférieures au mètre, j'ai opté pour
la solution 1, des antennes VHF, pas de déca si ce n'est un bout de
fil. Et c'est ici que les ennuis commencèrent car l'antenne
décamétrique étant un bout de fil passablement zigzagant, il fallait
en outre que le fonctionnement soit assuré sur toutes bandes... J'ai
monté tout ce qui était possible dans le genre bizarre avec des
résultats allant de très mauvais à médiocres. Un jour lassé par
tout cela et étant à Marennes, j'ai acheté à vil prix une G5RV.
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2)
et jaillit un jour l'idée |

Voilà la fameuse G5RV
"Industrielle". J'ai placé un vulgaire crayon de papier de
manière à donner une idée du dimensionnement de la ligne et du
transfo.
Les brins font grosso modo 15m, la ligne bifilaire est réalisée en
Twin Lead pas vraiment épais. Donc un jour l'idée pernicieuse
m'incitant à penser que cette antenne devait être le siège de
pertes Kolossales s'est développée au point que j'ai décidé de
faire une comparaison avec une center fed alimentée par un câble coaxial.
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A
titre indicatif, voici une vue rapprochée du fameux symétriseur
toujours avec le crayon. On devine que le matériau magnétique ne
doit pas être gros et qu'il est plausible qu'il se sature rapidement
en fonction du nombre de watt envoyé dans l'ensemble.
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3) les
résultats |

Comme
cette antenne doit fonctionner en multibandes alimentée en bas par le
biais d'une boîte de couplage, la ligne sera soumise à un ROS très
élevé. Pour limiter les pertes, j'ai utilisé un coaxial de bonne
qualité (H1000) vous pouvez voir l'allure du truc sur l'image de
gauche. C'est le même coax que j'utilise pour coupler mes antennes
144 et 432 (2x2) MHz. J'en utilise pour cette antenne 10m (entre la
boîte de raccordement et la boîte de couplage, la
station est à l'étage : futé!)
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Sur cette capture d'écran, vous
pouvez visualiser le niveau de bruit sur la bande 80 m sur une
fréquence relativement calme. Le niveau de bruit sur le dipôle
est de 10 dB supérieur à celui de la G5RV, même chose sur des
signaux cohérents. Pour réaliser cette vue, je commutais
toutes les 15 secondes d'une antenne sur l'autre en refaisant à
chaque fois les réglages de la boîte de couplage.
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4) Quelques
calculs |

Pour en savoir un peu plus sur les pertes
occasionnées par le ROS dans une ligne de transmission connue comme le
RG213, je suis allé faire un tour sur le magnifique site de G3SEK. Il y
met à disposition une feuille de calcul très intéressante qui permet de
déterminer, à partir des caractéristiques de la ligne, de sa longueur,
du ROS et de la fréquence, les pertes additionnelles auxquelles il faut
s'attendre. J'ai utilisé ces formules pour faire un feuille de calcul,
vous pouvez observer ci-dessus le résultat graphique. Un ligne bifiliare
de même longueur aurait donné :

Si vous êtes intéressé par la formule de calcul, la voici.
Pour pouvoir faire le calcul, il faut connaître la perte du câble à une
fréquence déterminée. Ici la valeur pour le RG213 est de 0,018 dB au
mètre à 10 MHz, cette fréquence est appelée f1. La fréquence sur
laquelle vous ferez le calcul sera f2. Le log est en base 10.
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5)
Conclusion provisoire car il faut bien finir |
Qu'en penser ? La
théorie nous enseigne que la ligne de transmission qui offre le
moins de pertes est la ligne bifilaire, on est amené à penser et
fort légitimement, qu'une antenne alimentée par ce type de ligne
devrait avoir des performances supérieures à une antenne de dimensions
équivalentes mais alimentée par un coaxial.
Or, chez moi, tel n'est pas le cas, je pense que la théorie n'est
pas prise en défaut, loin de là, mais que la réalisation de cette
G5RV n'est pas faite dans les règles de l'art. Le symétriseur me
semble éminemment suspect et le twin lead multibrins inadapté. Les
brins de l'antenne sont également d'un diamètre frisant le ridicule.
Bref, j'ai testé, tout résultat peut être remis en question, si
artefact il y a, je ne l'ai point encore détecté.
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6) Et puis un
jour... |
je me suis dit qu'il fallait quand même
que j'essaie! Essayer quoi ? UNE ANTENNE VERTICALE !
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Alors
muni de ce dont je disposais, à savoir une antenne d'origine 11 m
achetée pour 100 F de l'époque et de quelques bouts d'aluminium
récupérés de ci, de là, je me suis lancé dans l'assemblage de la
bête un samedi matin.
J'ai commencé par tout démonter (heureuse idée) pour d'une part
nettoyer et voir comment était fait l'engin. Bonne idée car on
n'attaque pas sur cette antenne le brin rayonnant directement comme je
le supputais à tort mais par l'intermédiaire d'un auto transfo qui va
d'un côté à la masse, 3,5 spires plus haut vient l'âme du coaxial et
1,5 spires après le brin rayonnant.
J'ai donc supprimé tout cela, j'ai remplacé la fiche SO239 d'origine
qui était vaguement poppée par un modèle téflon fixé par 4
vis-écrous-rondelles, j'ai refait depuis cette fiche une vraie
connexion robuste et "HF" vers le brin rayonnant. Il ne
restait plus qu'à essayer de déployer autant de hauteur que possible
tout en restant dans des marges de sécurité mécaniques décentes. Le résultat
est un brin de 4,2 m de haut, chaque raccord est effectués par
deux collier Cerflex Inox.
L'antenne est installée sur un mât télescopique de 4 m (origine Sté
BORNEY Argentan France) fixé à la rambarde par deux attaches
universelles (15 € pièce). Ce système offre l'avantage de pouvoir
être déployé en quelques secondes ou démonté également en quelques
secondes en cas de grand vent ce qui est assez fréquent sur les côtes
atlantiques (durant la tempête de 1999 qui a détruit toutes mes
antennes, la pointe max de vent a été enregistrée sur le pont de l'île
de Ré à 4 km à vol d'oiseau de mon QRA à 205 km/h!!!)
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Une
fois déployée, la bête ressemble à ce que vous pouvez voir sur cette
image entre mes 2x11 et 2x21 144/432 et à droite mes 2x35 el 1296 MHz. On
distingue vaguement l'antenne filaire. Mon épouse favorite pense qu'il
est temps d'arrêter de faire pousser de l'alu dans tous les coins du
jardin et bien qu'elle soit très tolérante vis à vis de mon hobby, je
sens bien que j'ai atteint son point de saturation.
Concernant la masse de l'antenne, cette dernière est reliée à tout ce
que j'ai pu trouver de métallique, rambarde, gouttières, réseau cuivré
que j'ai installé sur le toit. A propos de ce dernier, j'ai constitué un
réseau de fil de cuivre (1,5 carré) sur l'ensemble du toit, la maille
fait grosso modo 2x2 m et est également reliée à l'ensemble des gouttières
du QRA.
L'antenne est alimentée par un coax 75 ohm (c'est tout ce dont je
disposais lors de l'installation) , en bas l'adaptation au transceiver est
réalisé par ma boîte de couplage, un commutateur fabrication maison
permettant de passer d'une antenne vers l'autre.
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7) Les
résultats |
En préambule voici un tableau présentant
par bande la longueur électrique de l'antenne. Les comparaisons de signal
décrites plus bas sont établies entre une center fed de 2x15 m en V
inversé et un brin vertical de 4,2m. La center fed voit un de ses brins
suivre la pente du toit de la maison à une hauteur moyenne de 2m. Le brin
vertical est dégagé de tout obstacle et le point d'alimentation, là ou
le courant est le plus fort, est 3m au dessus du toit. Les mesures
comparatives sont établies sur un récepteur de mesure Siemens D2006 pour
les bandes 30 et 20 m, sur un récepteur standard pour les autres bandes.
Les points d'accord de la boîte de couplage sont au préalable repérés
pour les deux antennes de manière à assurer un accord et une commutation
entre les deux antennes aussi rapide que possible. Les mesures sont
répétées jusqu'à acquisition de certitudes (fading, accord imparfait,
rotation de la phase du signal dans l'ionosphère, bruit etc.)
Bande
(m) |
l
(m) |
Longueur
électrique |
30 |
29,7 |
0,14
l |
20 |
21,42 |
0,196
l |
17 |
16,57 |
0,25
l |
15 |
14,28 |
0,29
l |
12 |
12 |
0,35
l |
10 |
10,71 |
0,39
l |
- Globalement pour des QRB de l'ordre de
pas grand chose à 2000 km la verticale est à 95% du temps
inférieure, la différence est notable (+/- 10 dB voire
plus).
- Sur des distances intermédiaires >
2000 km et <4000 , il est difficile de tirer une conclusion,
globalement la center fed est supérieure dans 80% des cas
- Sur des distances > 4000 km dans 50% des cas la verticale assure un signal supérieur de quelques
décibels, y compris sur la bande "basse" des 30m. Pour le
moment, pas de données disponibles pour la bande 10m.
- Comme on pouvait s'y attendre, le
rendement chute de manière drastique sur 40m, l'antenne étant à
cette fréquence vraiment trop courte.
- En termes de bruit la verticale
ramène 3 dB de bruit par rapport à la center fed
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8)
Cette fois-ci il faut vraiment finir |
Pour conclure cette
série d'essais, les résultats
obtenus sont conformes à ce que j'attendais, l'antenne verticale
apportant un léger gain en DX par rapport à l'antenne en V inversé. Il
faut préciser toutefois que la center fed n'a qu'un brin correctement
dégagé, l'autre étant vraiment très proche du toit, de plus du fait
des contraintes d'environnement, je n'ai pas pu installer les deux brins
dans le même axe. La verticale est plus bruyante de 3dB et il convient
d'effectuer pour chaque station un essai en commutant les deux antennes et
en choisissant celle offrant le meilleur signal.
Pour ceux qui ne disposent que de peu de place, la solution antenne
verticale est tout à fait recommandable, elle offre également l'avantage
d'être économiquement viable.
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