Antennes VHF/UHF en twin 450 ohms et « pretty balun »
Il y a quelques temps, j’ai utilisé du twin 450 ohms pour me faire une antenne halo pour les 6m…
L’idée était de faire un trombone pour avoir une impédance moins basse, avec le twin tendu sur des pièces imprimées 3d et du tube de 16mm…
Agréablement surpris par les bons résultats, j’ai continué a expérimenter en UHF pour faire des antennes LoRa/Meshstastic dont nous avions besoin pour une projet du Liège Hackerspace.
L’utilisation d’antennes réputées comme des X50 diamond amenait à un cout prohibitif, les saloperies chinoises étaient, elles, totalement décevantes !
Voici les résultats d’une expérimentation à partir de (courts) déchets d’une ligne de transmission :
- Des antennes très facilement reproductibles, même par des non techniciens, avec des gains intéressants en omnidirectionnel.
- La double Zepplin 5/8 (excellente suggestion de ON4LUC) se démarque du lot !
L’histoire commence par la halo en 50MHz :
Les pièces sont imprimées en 3d et dessinées avec fusion 360. Les stl seront disponibles sur thingverse. Du tube électrique de 16mm sera aussi utilisé.
Le trombone asymétrique mesure 1,54m d’un côté et 1,23m de l’autre (masse). Le gap de 0,21m est ajustable par un colson à serrer plus ou moins pour obtenir accord et impédance.
Les tubes gris de 16mm par 500mm ; diamètre de 1m
Cette antenne à polarisation horizontale, parfaitement omnidirectionnelle, peu encombrante se place facilement sur un mât portant la vhf sans rien gêner, ni être gênée par ce qui est vertical.
Seule restriction : Comme toutes les halo sont fort sensibles à l’effet de sol, elle nécessite au minimum 3m (1/2 onde ) au dessus du sol (ou ajuster en fonction au détriment de l’angle de départ).
Validation aux mesures (VNA)
L'antenne a été réalisée de manière empirique ("à l’arrache") et sans aucune simulation Eznec, pour voir.
Malgré la photo floue, le VNA donne ceci à 3m de haut
L’abaque de Smith passe pile sur 50 Ohms à 50,5 MHz (vert) et le ROS sous les 1,1 (jaune)
Le « Pretty Balun » (Choke Balun )
On aperçoit sur la photo un choke balun accordé enroulé en 3 tours de spires imbriquées. C’est un noeud marin décoratif pour faire des bords de paillassons.
3 tours, diamètre intérieur 60mm, il résonne sur 50MHz et permet une excellente réjection du courant de gaine, Son accord se fait au nanoVNA ou beaucoup plus rapidement au grid dip
(oui j’utilise toujours cet appareil de vieux et son impédancemètre d’antenne!), j’en voudrais un qui dépasse 250MHz… 🙁
Le nœud se tient tout seul sans avoir besoin de ligaturer comme sur l’ugly balun. Comme il est stable mécaniquement, l ‘accord par la capacité repartie entre les tours de gaine du coax aussi.
Le diamètre intérieur doit être changé pour ajuster la résonance ( 4 tours sur le même diamètre en 10m)
Je n’en ai pas trouvé trace sur le net et me suis permis le nommer « pretty balun », comme il est bien plus joli que l’ugly balun…
Vous vous serez surpris de sa réjection quand vous le mesurerez ! 35dB voire mieux a la résonance.
LoRa 433MHz ou bande 70cm :
Pour mes premiers essais en LoRa / Meshtastic, j’ai reçu une queue de cochon avec le TTgo… quelle horreur!!!
L’antenne d’origine du quansheng qui est en principe bibande ne vaut pas mieux…
Je l’ai retaillée pour qu’elle fonctionne en 1/4 d’onde mais le plan de masse est manquant si elle est directement sur le TTgo, toujours rien de terrible et l’angle de départ pas optimum, loin de là…
Essai d’une slimjim 2m à base de twin 450 (trouvée sur le net), résultats très très moyens, ROS pas genial et angle de départ à 20°… mieux que la Jpole (30°) mais bof bof…
Comme c’est le LoRa qui m’interesse, c’est 433,5 que je dois viser,
Modification de la slimjim pour obtenir au moins un ROS correct (quel confort ce nano VNA!). Je suis arrivé a une variante dont le coax est connecté à la place du court circuit et plus à la hauteur « qui va bien » on se retrouve donc avec une antenne constituée d’un 5/4 d’ondes sur le conducteur central du coax et 1/4 sur la masse.
L’isolant PET provoque un raccourcissement de 87 % par rapport au calcul dans l’air de EZnec, soit 4 % de plus qu’attendu selon la datasheet du câble (vélocité de 91%) le gap est de 20mm.
Eznec permet de spécifier la nature et l’épaisseur de l’isolant mais je ne suis pas arrivé à faire coller ce paramètre à la réalité en jouant avec… (à suivre)
Les résultats sur Meshtastic par rapport à l’antenne chinoise optimisée sont fort encourageants mais cet angle de départ (comme le 1/4 d’onde avec son réflecteur inexistant ) me dérange encore, tout comme le diagramme de rayonnement en patate.
En pratique
L’antenne « slimjf » est donc un 5/4 d’onde sur 1/4 à la masse.
Le 1/4 d’onde inférieur est de 0,87 quart de lambda soit 140mm pour 433,5MHz, à la masse du coax.
Le 5/4 d’onde replié mesure 740mm pour 433,5 MHz (440+20(pontage du haut)+280), au conducteur central du coax.
Le gap est de 20mm, L’espacement du twin 450 est de 20mm.
L’antenne est très facilement reproductible. Idéal pour les utilisateurs LoRa, Meshtastic, IoT… souvent non équipes de nano VNA ni même radio amateurs…
Gain de 3 dBi à 20° (ligne verte)
Adaptation idéale de la "slimjf"
49.5 Ohms à 433.5 Mhz (marqueur vert)
ROS de 1.014 (marqueur jaune)
ON4LUC me parle alors de la double Zepplin, antenne historique que je prenais pour une vieille lune de 100 ans, haute impédance et seulement HF…
Il m’assure avoir obtenu d’excellents résultats en 10m avec un coax 50 Ohm, je n’en doute pas !
Comme maintenant j’arrive enfin a faire tourner Eznec, simnec et mmana sous linux avec Wine, je l’utilise bien plus souvent ! ( c’était un défaut de driver graphique de wine)
Les seuls programmes qui m’empêchent encore de virer la partition windaube c’est fusion 360 et chirp…
Rapidement je simule une double Zepplin 5/8 d’onde pour 433,5MHz qui semble prometteuse… et qui se confirme des la première réalisation !
Pas de choke balun nécessaire, vu la longueur ridicule du feeder: le module est à 20cm...
On n’ émet pas trop pour les petits oiseaux ni les taupes !
Après un dernier réglage à la pince coupante, j'obtiens un SWR de 1,1 à 433,5 MHz.
Dimensions pratiques à 433,5 MHz:
- Brins rayonnants 5/8 d’onde : 407mm (EZnec donne 431mm)
- Echelle à grenouille adaptateur d’impédance: 86mm ( EZnec donne 91mm)
Si on taille cette antenne pour résonner sur la fréquence d’entrée des répéteurs UHF, elle présente une résonance qui ressemble à un dipôle à 145 MHz avec un ROS assez correct. Ça peut servir…
En 866 MHz
Suivie 3 jours plus tard par sa petite sœur en 868MHz… là on commence sérieusement à toucher la limite, à cause de l’isolant polyéthylène…
Résultats de mesure (VNA) :
- ROS : 1,17
- Impédance : plus faible (43 Ohm) dûe au PET qui n’en peut vraiment plus à presque 1GHz !
Dimensions pratiques :
- Elément 5/8 : 200mm
- Echelle a grenouille adaptateur d’impédance: 38mm
(EZnec donne 5 % de plus que la réalité soit 207mm et41,5mm)
La présence du mât (1/4 d’onde de distance) jusque plus haut que l’élément supérieur la rendra légèrement directive (7,2dBi dans la direction privilégiée et 4,5dBi dans l’autre) pour privilégier une direction comme un centre ville...
Pas mal pour un feeder destiné à la HF !!! Ca se tenterait presque en 23cm… ? 😐
Les antennes ci dessus ne sont pas parfaites, pour cela il faudrait que l’échelle a grenouille ait une largeur qui s‘écarte depuis le coax jusqu’au départ des élements 5/8. Dans ce cas on obtiendrait une adaptation parfaite mais nécessiterait un VNA pour y arriver.
Le but ici était d’obtenir une antenne reproductible par tout le monde, sans instrument de mesure, avec un mètre, un cutter et une pince coupante, en ayant un ROS de moins de 1,2 si on respecte les dimensions au mm. Un radio amateur optimisera celle ci au nano vna !
Antennes VHF/UHF en twin 450 ohms et « pretty balun » © 2026 by JF Mussen/ON1KFK is licensed under CC BY-NC 4.0. To view a copy of this license, visit https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/
Depuis mon plus jeune âge, je suis animé par une passion profonde pour l’électronique, l’aviation et la plongée. À 14 ans, j’ai conçu mon premier émetteur, posant ainsi les bases d’un parcours riche en expériences techniques. Durant mes études en électronique, je passais mes fins d’après-midi dans l’atelier de Servais Penay, perfectionnant mes compétences. Un emploi d’été chez ICEM à Liège m’a permis, en 1979, de constituer mon propre laboratoire. J’ai obtenu ma licence ON1KFK en 1981.
Après une période d’inactivité depuis le milieu des années 90, où je travaillais sur l’instrumentation de bancs d’essai moteur chez Safran, j’ai renoué avec la radio grâce à l’acquisition d’un analyseur HP E4411b. Cet appareil a ravivé ma passion et m’a poussé à reprendre contact avec mes amis radioamateurs. L’électronique radio a toujours fait partie de moi, et j’ai même réalisé quelques projets commerciaux dans ce domaine. Toutefois, je reste peu actif sur les ondes, privilégiant la technique au trafic.
