Antenne verticale pour le 80 et le 40 mètres

Antenne verticale pour le 80 et le 40 mètres

Comment construire une antenne verticale pour les bandes 80 et 40 M ?

Pour toutes les frĂ©quences infĂ©rieurs Ă  10 Mhz il est prĂ©fĂ©rable si vous voulez faire du Dx, d’avoir une antenne verticale car l’angle de dĂ©part de cette dernière facilite les contacts sur longue distance. Par contre, pour une antenne dipĂ´le avec un ou des Ă©lĂ©ments parasites, la hauteur critique (1/2 λ) pour obtenir un tel angle serait pour la bande des 40 M de 20 mètres, pour la bande des 80 M, une hauteur de 40 mètres, ne parlons pas de la bande des 160m !

ThĂ©orie de l’antenne verticale :

Une antenne monopĂ´le est constituĂ©e d’un conducteur vertical et d’un plan de sol ou ground plane en anglais d’oĂą l’appellation ground plane antenna (GPA en abrĂ©gĂ©). Le plan de sol agit comme une sorte de miroir qui reconstitue l’image de l’autre quart d’onde dans le sol.
L’Ă©volution de la tension le long d’une antenne verticale quart d’onde et l’Ă©volution du courant peuvent ĂŞtre dĂ©duits de l’antenne demi-onde, donc cela ne change pas.
La longueur du conducteur vertical peut ĂŞtre quelconque, mais ici aussi des caractĂ©ristiques particulières apparaissent lorsque ce conducteur mesure un quart d’onde (λ/4), alors son impĂ©dance est voisine de 36 Ω.

Le plan de masse va jouer un rôle très important, il peut être réalisé de différentes manières :

  • Soit avec un grand nombre de conducteurs enfouis dans le sol, c’est ce qu’on fait gĂ©nĂ©ralement pour les pylĂ´nes de radiodiffusion en Onde Moyenne oĂą on considère parfois jusqu’Ă  120 conducteurs, que l’on appelle radiales
  • Mais un tel nombre de fils n’est pas nĂ©cessaire, les radioamateurs se contentent gĂ©nĂ©ralement de 4 Ă  16 conducteurs (radiales) pour faire le plan de masse. Notons que moins on met de radiales, plus il faudra veiller Ă  donner une longueur de λ /4. Le cas extrĂŞme est de n’avoir qu’une seule radiale, mais dans ce cas l’antenne prĂ©sente un peu de directivitĂ© dans le sens de la radiale.
  • Si la conductibilitĂ© du sol est bonne, on peut aussi se servir de cette conductibilitĂ© dans ce cas un « simple piquet de terre » peut convenir. L’Ă©lĂ©ment rayonnant est posĂ© sur un isolateur auquel est reliĂ© l’âme du câble coaxial. La tresse de ce câble est connectĂ©e au piquet de terre. Cette structure convient pour les frĂ©quences jusqu’Ă  30 MHz environ.

Mais un sol parfait n’existe pas ! De mĂŞme qu’une surface infinie n’existe pas ! Avec un sol rĂ©el, on constate que le diagramme de rayonnement d’une antenne verticale quart d’onde « dĂ©colle » du sol. Le rayonnement maximal ne se fait plus Ă  l’horizontale, mais selon un angle que l’on appelle angle de dĂ©part et qui vaut 27°.
Cet angle varie selon la nature du sol. Cet angle de dĂ©part va « envoyer » la majeure partie de l’Ă©nergie vers la ionosphère et s’il y a rĂ©flexion sur la ionosphère cellle-ci sera favorable aux liaisons Ă  grandes distances (« DX »).

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On retrouve évidement un angle de départ caractéristique, ici celui de ma verticale à 21,1° suivant le logiciel MMANA-GAL_Basic (Fred ON4LG)

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Dans le plan vertical encore appelé plan en élévation, le diagramme de rayonnement est omnidirectionnel.

Il existe tout comme l’antenne dipĂ´le d’autres variations pour l’antenne verticale :

  • L’antenne demi onde qui a une impĂ©dance Ă©levĂ©e qui nĂ©cessite une self ou un circuit LC parallèle.
  • L’antenne verticale raccourcie soit avec un « chapeau capacitif » ou soit Ă  l’aide d’une self.
  • L’antenne 5/8 bien connue des cibistes.
  • L’antenne colinĂ©aire qui est utilisĂ©e principalement pour le VHF UHF.

* Ces explications proviennent du « cours de radioamateur en vue de l’obtention de la licence Harec » sur le site de Pierre ON7PC Ă  cette adresse : Users.skynet.be

Construction de l’antenne verticale :

Voici mon expĂ©rience pour la construction de ce type d’antenne.

PossĂ©dant un mât en fibre de verre de 18 mètres de chez : SPIDERBEAM, j’ai dĂ©cidĂ© de construire une antenne verticale pour les bandes de 40 et 80 mètres. Ce seront donc deux MONO-BANDE.

Je me suis inspirĂ© d’un article de Rick Westerman DJ0IP sur son site Dj0ip.de

► Voici le schéma de principe :

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Cette double antenne est la simple combinaison entre une antenne verticale 80 m et une antenne verticale 40 m accouplées.
Puisque l’antenne est essentiellement constituĂ©e de deux verticales λ /4 sur les deux bandes, le rĂ©glage doit ĂŞtre simple et direct.

â–ş La construction de l’antenne verticale pour la bande du 80 M :

Il faut couper les fils de l’antenne plus long, puisqu’ils doivent se mettre lentement en spirale sur le pylĂ´ne, la longueur sera environ 2% plus longue. Cela signifie que si vous coupez le radiateur 80 M selon la formule L(m) = 142.5/F (Mhz), il sera  2% trop court. Il vaut mieux donc trop long, que trop court car vous pouvez toujours le raccourcir si nĂ©cessaire. Couper un minimum de 21 mètres.

Fixez le fil au pylĂ´ne en fibre d’optique en le faisant tourner en spirale autour des sections infĂ©rieures du mât Ă  un rythme d’environ un tour par mètre, jusqu’Ă  ce qu’il atteigne le sommet.

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J’ai rĂ©glĂ© une première fois les longueurs pour avoir un R.O.S. correct et voici le dĂ©tail de ma boite de dĂ©viation le centre de connexion.

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Avant d’Ă©riger, le mât tĂ©lescopique (en fibre de verre Spiderbeam de 18m), celui-ci doit ĂŞtre haubanĂ© sur deux niveaux (environ Ă  8m et 12m) et dans quatre directions (Ă©cartĂ©s Ă  90 °). Des anneaux d’haubanage pour mât sont disponible en option pour ce mât. Utilisez de la corde Kevlar de 2mm qui est lĂ©gère et assez solide pour faire le travail. N’oubliez pas d’insĂ©rer l’isolateur pour l’antenne 40 M dans un des supports supĂ©rieurs !

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Pour un bon rendement, n’oubliez pas les RADIALES. J’en ai placĂ© 20 de 10 mètres de long chacunes. Celles-ci se connectent au cĂ´tĂ© blindĂ© du câble coaxial et doivent ĂŞtre rĂ©partis symĂ©triquement autour du pylĂ´ne.

Ă€ propos des radiales j’ai relevĂ© quelques remarques :

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Les radiales ne doivent pas ĂŞtre rĂ©sonnantes. Il est prĂ©fĂ©rable d’avoir plusieurs radiales courtes que quelques radiales longues. Elles doivent ĂŞtre situĂ©es entre 1/8 et 1/4 de longueur d’onde sur la bande la plus basse. 10m est la bonne mesure pour cette antenne car elles fonctionnent pour le 40 et 80 M. Si vous mettez environ 10 radiales de cette longueur, vous aurez une bonne verticale qui travaillera sur les deux bandes sans problème. Si la surface et les circonstances le permettent, bien sĂ»r, il est prĂ©fĂ©rable d’en utiliser un peu plus,mais si vous ne pouvez pas le faire dans toutes les directions,, faites ce que vous pouvez en privilĂ©giant une direction prĂ©fĂ©rĂ©e.

Quotation marks 32

Une fois que le mât est Ă©rigĂ© (vous pouvez mĂŞme le faire tout seul), il faut rĂ©gler le ROS. Vous dĂ©placez la rĂ©sonance de l’antenne jusqu’Ă  la frĂ©quence dĂ©sirĂ©e en enlevant une partie du fil au bas du pylĂ´ne. Raccourcir la longueur du fil par petits incrĂ©ments de quelques centimètres Ă  la fois, mesurer le ROS, puis changer Ă  nouveau, etc. Il ne faut pas essayer de dĂ©placer la rĂ©sonance Ă  grands pas ! Sinon vous pouvez couper trop de fil.
Après avoir raccourci lĂ©gèrement le fil, vous devrez enrouler autour du niveau infĂ©rieur du poteau, en les espaçant un peu plus loin, de sorte que le fil atteigne juste le point d’alimentation.  Lorsque vous avez terminĂ© le rĂ©glage de l’accord, n’oubliez pas d’isoler les connexions.

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â–ş La construction de l’antenne verticale pour la bande du 40 M :

En vous basant sur le schĂ©ma de principe, N’oubliez pas avant de relever le mât que vous devez attacher une corde Ă  l’isolant placĂ© Ă  environ 1 m du mât qui doit supporter le radiateur du 40 M.

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Quand le mât est érigé :

  • InsĂ©rer un bout du fil d’environ 11 mètres Ă  travers une extrĂ©mitĂ© de l’isolant ensuite Ă  l’aide d’une fine corde accrochĂ©e Ă  l’isolateur qui se trouve sur l’un des haubans, montez le radiateur. Utilisez cet isolant comme une poulie pour soulever et abaisser le radiateur 40 M, pour faire des ajustements.
  • RĂ©glez le radiateur en le raccourcissant au point d’alimentation. Assurez-vous d’avoir suffisamment de longueur supplĂ©mentaire dans la corde de support pour permettre l’accord final.
  • Si vous avez des problèmes de rĂ©glage du 40 M, Ă©loigner l’isolant supĂ©rieur du pylĂ´ne si c’est nĂ©cessaire.
  • Lorsque vous avez terminĂ©, vĂ©rifiez que le radiateur de 80m est toujours en rĂ©sonance mais il devrait le rester. Normalement, il n’est pas affectĂ© par le changement mineur de la longueur du radiateur 40 M.

Les résultats du ROS sur 80 M :

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Mes conclusions :

Les rĂ©sultats ont l’air très prometteurs. D’abord la bande passante qui est centrĂ©e sur les modes numĂ©riques et la CW, ensuite l’efficacitĂ© car en parcourant les bandes, j’ai contactĂ© un JA sur 80 mètres et la Nouvelle GuinĂ©e sur 40 M avec 100 Watts. Je prĂ©vois maintenant d’ajouter au point d’alimentation, une bobine Choke.

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L’ensemble de mes aĂ©riens

Note du 24 avril 2017 :

Après environ 5 mois d’utilisation, je vous donne mes conclusions et remarques. Tout d’abords la plus importante Ă  mes yeux, c’est la fiabilitĂ© de cette construction. Le mât en fibre de verre est très très fragile. Il s’est cassĂ© 2 fois (une fois avec le vent malgrĂ© qu’il n’est pas Ă©norme ici et une fois en l’Ă©rigeant) et la partie infĂ©rieur du mât s’est fendue malgrĂ© 2 nappes d’haubans conseillĂ©.

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Je la recommanderai donc pour un fielday, un contest, une expédition ou pour des essais.

Comme autre expĂ©rience, j’ai voulu corser l’essai en ajoutant les bandes 60 et 30 mètres. Cela n’a pas fonctionnĂ©. D’abords cela augmentait le poids de l’antenne, ensuite ajouter ces bandes aux prĂ©cĂ©dentes faussait les longueurs et j’avais un R.O.S. instable. J’avais trouvĂ© la parade en alimentant chaque bande sĂ©parĂ©ment. Mais ce n’Ă©tait pas pratique.

Un autre point nĂ©gatif ; la longueur optimal du 80 mètres est d’environ 20 mètres de fils, ce qui oblige de boudiner le fils sur ce mât qui lui fait 18 mètres d’oĂą des spires par moment fort proches. 

Ma situation actuelle : Après la dernière cassure, j’ai replacĂ© le mât qui est toujours haubanĂ© comme prĂ©cĂ©demment et j’ai mis cĂ´te Ă  cĂ´te le 30, 40 et 80 mètres. Comme le 80 mètres est plus long, j’en ai fait un L-InversĂ©. Maintenant avec un R.O.S. tout Ă  fait acceptable (de 200 Ă  300 KHz de bande passante sur toute les bandes), j’ai pu enfin mettre les 3 bandes ensembles sans difficultĂ©s.

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par Albert MĂĽller | ON5AM | Twitter | Facebook