Veuillez
Se connecter pour créer des messages et des sujets de discussion.
Comparatif antennes verticales
Citation de
F6AWN le 12 juin 2022, 16 h 26 min
Bonjour à tous,
Bonjour Juan,
Ah.., en vous lisant (message #10), je prends conscience que j'aurais dû attendre ce type de contenu avant de me lancer un peu vite dans des considérations techniques sans rapport avec l'essentiel de votre projet ! Alors pardonnez-moi.
Et pout Francis, je ne suis pas découragé, les éléments transmis dans vos messages, sont précis et bienveillants.
Merci ! Et content de vous voir optimiste. On ne sait jamais, lors de vos "expérimentations" vous trouverez peut-être quelques comportements de l'une ou l'autre de vos constructions en rapport avec ce que j'ai tenté de résumer dans mes explications précédentes. Que voulez-vous, je suis d'une génération et d'une formation où on passait d'abord par la théorie avant de se lancer sans filet dans la pratique. 🙂
Puisqu'un "ressenti" semble avoir plus de chance que des considérations théoriques de répondre aux besoins des gens que vous allez entrainer derrière vous, voici, pour terminer en ce qui me concerne, ce que je dirais à un débutant souhaitant installer l'une ou l'autre des 4 antennes que vous décrivez :
- La plus difficile à construire est l'antenne à trappes.
- Pour qu'elles fonctionnent correctement, les deux antennes du bas de votre schéma sont forcément mono-bande. Nota : On appelle multibande une antenne pour laquelle on n'a rien à modifier ni sur l'antenne ni à la station pour la faire fonctionner correctement sur deux bandes et seulement là. Une antenne mobile avec des bobines interchangeables n'est pas une antenne multibande. Et une antenne qui peut fonctionner sur une large portion de bande de fréquences est une antenne... large bande !
- Dans le cas d'une antenne multibande non demi-onde, il faut un jeu de radians de la longueur convenable pour chaque bande, donc au minimum 6, alignés deux par deux, pour une antenne tri-bande.
- L'antenne avec une boite d'accord à la base devient vite un machin. Ne pas oublier qu'on ne trouve une demi-longueur d'onde que sur une seule fréquence ! Ailleurs, c'est un tube ou bout de fil de longueur quelconque.
- Cette antenne (votre schéma en bas à droite), si elle est bien d'une demi-longueur d'onde de long, est en fait une Zeppelin montée verticalement, encore appelée "en J". Le circuit d'accord qui est à sa base doit être un circuit LC parallèle et le point d'alimentation, par prise ou couplage, doit être fait par rapport au centre de la bobine et non pas à sa base comme trop souvent vu ici ou là. De plus, si tout ceci est bien respecté, la présence de radians est de peu d'intérêt.
- Par contre, pour l'antenne 5/8eme, les radians sont nécessaires puisqu'ils participent à la résonance de l'antenne (voir calcul dans un message précédent).
- N'oubliez pas qu'il est toujours possible de créer une charge présentant 50 ohms en associant à un bout de fil ou même à une résistance de valeur différente un réseau LC qui effectue l'adaptation (boite de couplage ou d'accord, chez les amateurs). Mais cette charge qui va satisfaire l'émetteur et le ROS-mètre n'en sera pas pour autant totalement rayonnante, et il se pourrait même qu'elle le soit très peu, la majorité de la HF fournie étant alors consommée en chaleur plutôt qu'en rayonnement.
- Un détail que j'allais oublier : attention avec les antennes à trappes, elles sont faites pour fonctionner sur les bandes prévues mais pas ailleurs. Vouloir les forcer à "fonctionner" sur d'autres bandes en utilisant une boite d'accord afin de retrouver un ROS faible au niveau de l'émetteur, c'est courir le risque de volatiliser une ou plusieurs trappes, ou un "balun" si il y a lieu, et donc de faire aussi fumer l'étage de puissance d'un émetteur ou d'un amplificateur et son alimentation.
- Arrangez-vous pour que rien d'un peu conducteur ne soit proche de l'antenne installée, à moins d'une demi-longueur d'onde (donc à moins de 10m pour une antenne 14 MHz).
- Enfin, gardez à l'esprit qu'il y a forcément des pertes dans du câble coaxial et que leur niveau dépend de la qualité du câble mais surtout de sa longueur et de la hauteur de la fréquence utilisée. Si sur 7 MHz, 20m de câble ne représentent pas un handicap insupportable en terme de pertes, sur 28 MHz, cela commence à se voir, et sur 432 MHz, on réfléchit à deux fois avant de faire l'installation !
- Et, pour la bonne bouche, n'oubliez jamais que la valeur du ROS ne signifie rien quant au pouvoir de rayonnement d'une antenne. C'est juste l'indication, rarement exacte d'ailleurs, d'une bonne ou mauvaise adaptation à l'émetteur de la charge que cette antenne représente, mais cela n'indiquera jamais si l'autre extrémité du câble coaxial est reliée à une antenne qui rayonne ou à une résistance de 50 ohms trempée dans un bocal d'huile...
- Ah, "tant vaut l'antenne, tant vaut la station.". Mais si en plus, la propagation est exceptionnelle au moment des essais, alors la ou les antennes le seront forcément aussi, au moins vu du côté des S-mètres ! 🙂
En vous souhaitant "d'expérimenter" tout cela...
Bien cordialement,
Francis, F6AWN - ©2022 - forum F8BXI
Bonjour à tous,
Bonjour Juan,
Ah.., en vous lisant (message #10), je prends conscience que j'aurais dû attendre ce type de contenu avant de me lancer un peu vite dans des considérations techniques sans rapport avec l'essentiel de votre projet ! Alors pardonnez-moi.
Et pout Francis, je ne suis pas découragé, les éléments transmis dans vos messages, sont précis et bienveillants.
Merci ! Et content de vous voir optimiste. On ne sait jamais, lors de vos "expérimentations" vous trouverez peut-être quelques comportements de l'une ou l'autre de vos constructions en rapport avec ce que j'ai tenté de résumer dans mes explications précédentes. Que voulez-vous, je suis d'une génération et d'une formation où on passait d'abord par la théorie avant de se lancer sans filet dans la pratique. 🙂
Puisqu'un "ressenti" semble avoir plus de chance que des considérations théoriques de répondre aux besoins des gens que vous allez entrainer derrière vous, voici, pour terminer en ce qui me concerne, ce que je dirais à un débutant souhaitant installer l'une ou l'autre des 4 antennes que vous décrivez :
- La plus difficile à construire est l'antenne à trappes.
- Pour qu'elles fonctionnent correctement, les deux antennes du bas de votre schéma sont forcément mono-bande. Nota : On appelle multibande une antenne pour laquelle on n'a rien à modifier ni sur l'antenne ni à la station pour la faire fonctionner correctement sur deux bandes et seulement là. Une antenne mobile avec des bobines interchangeables n'est pas une antenne multibande. Et une antenne qui peut fonctionner sur une large portion de bande de fréquences est une antenne... large bande !
- Dans le cas d'une antenne multibande non demi-onde, il faut un jeu de radians de la longueur convenable pour chaque bande, donc au minimum 6, alignés deux par deux, pour une antenne tri-bande.
- L'antenne avec une boite d'accord à la base devient vite un machin. Ne pas oublier qu'on ne trouve une demi-longueur d'onde que sur une seule fréquence ! Ailleurs, c'est un tube ou bout de fil de longueur quelconque.
- Cette antenne (votre schéma en bas à droite), si elle est bien d'une demi-longueur d'onde de long, est en fait une Zeppelin montée verticalement, encore appelée "en J". Le circuit d'accord qui est à sa base doit être un circuit LC parallèle et le point d'alimentation, par prise ou couplage, doit être fait par rapport au centre de la bobine et non pas à sa base comme trop souvent vu ici ou là. De plus, si tout ceci est bien respecté, la présence de radians est de peu d'intérêt.
- Par contre, pour l'antenne 5/8eme, les radians sont nécessaires puisqu'ils participent à la résonance de l'antenne (voir calcul dans un message précédent).
- N'oubliez pas qu'il est toujours possible de créer une charge présentant 50 ohms en associant à un bout de fil ou même à une résistance de valeur différente un réseau LC qui effectue l'adaptation (boite de couplage ou d'accord, chez les amateurs). Mais cette charge qui va satisfaire l'émetteur et le ROS-mètre n'en sera pas pour autant totalement rayonnante, et il se pourrait même qu'elle le soit très peu, la majorité de la HF fournie étant alors consommée en chaleur plutôt qu'en rayonnement.
- Un détail que j'allais oublier : attention avec les antennes à trappes, elles sont faites pour fonctionner sur les bandes prévues mais pas ailleurs. Vouloir les forcer à "fonctionner" sur d'autres bandes en utilisant une boite d'accord afin de retrouver un ROS faible au niveau de l'émetteur, c'est courir le risque de volatiliser une ou plusieurs trappes, ou un "balun" si il y a lieu, et donc de faire aussi fumer l'étage de puissance d'un émetteur ou d'un amplificateur et son alimentation.
- Arrangez-vous pour que rien d'un peu conducteur ne soit proche de l'antenne installée, à moins d'une demi-longueur d'onde (donc à moins de 10m pour une antenne 14 MHz).
- Enfin, gardez à l'esprit qu'il y a forcément des pertes dans du câble coaxial et que leur niveau dépend de la qualité du câble mais surtout de sa longueur et de la hauteur de la fréquence utilisée. Si sur 7 MHz, 20m de câble ne représentent pas un handicap insupportable en terme de pertes, sur 28 MHz, cela commence à se voir, et sur 432 MHz, on réfléchit à deux fois avant de faire l'installation !
- Et, pour la bonne bouche, n'oubliez jamais que la valeur du ROS ne signifie rien quant au pouvoir de rayonnement d'une antenne. C'est juste l'indication, rarement exacte d'ailleurs, d'une bonne ou mauvaise adaptation à l'émetteur de la charge que cette antenne représente, mais cela n'indiquera jamais si l'autre extrémité du câble coaxial est reliée à une antenne qui rayonne ou à une résistance de 50 ohms trempée dans un bocal d'huile...
- Ah, "tant vaut l'antenne, tant vaut la station.". Mais si en plus, la propagation est exceptionnelle au moment des essais, alors la ou les antennes le seront forcément aussi, au moins vu du côté des S-mètres ! 🙂
En vous souhaitant "d'expérimenter" tout cela...
Bien cordialement,
Francis, F6AWN - ©2022 - forum F8BXI
Citation de
F5LPR le 12 juin 2022, 23 h 23 min
Bonsoir Juan, bonsoir à toutes et à tous.
Dans les réponses précédentes tout a été écrit et décrit avec justesse et pertinence.
J'ai juste un petit complément d'information sur un point qui me semble t il a été occulté.
Pour les antennes 1 et 2 (¼ d'onde avec radians et fusil à trois coups avec radians) il convient de les surélever afin de pouvoir incliner les radians de manière à retrouver l'impédance correcte compatible avec celle du câble coaxial.
Toutefois il ne faudra pas placer la base du brin rayonnant vertical trop haut (moins d'une ½ longueur d'onde) car placée trop haute une antenne verticale verra son diagramme de rayonnement développer des lobes secondaires dans le plan vertical qui disperseront de l'énergie à des angles élevés peu favorables au D.X.(*)
Par contre si les antennes sont montées AU SOL avec les radians sur le sol ou légèrement enterrés il ne sera pas utiles que ces derniers fassent exactement ¼ d'onde. Il conviendra juste qu'ils soient '' nombreux et aussi longs que possible ''. Toutefois dans ce cas (montage AU SOL) il ne sera pas possible d'obtenir une adaptation directe entre le câble coaxial et les antennes 1 et 2. Il faudra ADAPTER par un circuit L.C. ou un STUB pour chaque bande. Pour la mono bande ¼ d'onde c'est simple mais pour le fusil à trois coups la procédure est plus laborieuse car elle implique de reprendre plusieurs fois les réglage qui interagissent les uns sur les autres.
Même remarque concernant la 5/8 (exclusivement mono bande), si l'antenne est surélevée les radians feront ¼ d'onde (peu critique) pour la bande souhaitée, si la 5/8 est au sol les radians doivent juste être longs et nombreux, la bobine à la base permettant toujours l'adaptation entre l'antenne et l'impédance du câble.
Dans le cas N°4 (cas classique rencontré sur la plupart des navires …..qui bénéficient d'une excellente PRISE DE MER!) la situation est plus critique car il faut une excellente prise de Terre et faire en sorte que la longueur du brin rayonnant ne soit pas '' trop '' supérieure à la ½ longueur d'onde pour la fréquence la plus élevée (5/8 est un bon compromis) afin d'éviter les lobes secondaires dans le plan vertical mais aussi ne soit pas trop court pour la fréquence la plus basse (mauvais rendement de l'ensemble B.A. + antenne)
Une boite d'accord télécommandée peut être conçues de manière optimum par l'amateur pour chaque bande désirée.
Par contre les boites automatiques commerciales acceptent généralement assez mal les impédances élevées. Il faut donc déterminer la longueur du brin rayonnant pour qu'il ne soit pas trop long pour la fréquence la plus élevée (lobes secondaires), pas trop court pour la fréquence la plus basse et ne pas présenter une ½ onde (Z élevée) sur une des fréquences désirées. Sachant que la longueur physique du brin rayonnant dépendra de sa nature (fer, cuivre, acier, alu) et de son diamètre...... Il y a de quoi occuper le temps et l'espace....et du monde.
Comme Francis a eu souvent l'occasion de le dire : Une antenne ça commence par des calculs et ça se termine avec une scie à métaux ou une pince coupante.
(*) Sur les bandes basses (20m et au dessous) il est quand même rare de pouvoir placer la base d'une antenne verticale TROP HAUT....Bonjour Monsieur Gustave Eiffel !
Cordialement – f5lpr – Denis.
Bonsoir Juan, bonsoir à toutes et à tous.
Dans les réponses précédentes tout a été écrit et décrit avec justesse et pertinence.
J'ai juste un petit complément d'information sur un point qui me semble t il a été occulté.
Pour les antennes 1 et 2 (¼ d'onde avec radians et fusil à trois coups avec radians) il convient de les surélever afin de pouvoir incliner les radians de manière à retrouver l'impédance correcte compatible avec celle du câble coaxial.
Toutefois il ne faudra pas placer la base du brin rayonnant vertical trop haut (moins d'une ½ longueur d'onde) car placée trop haute une antenne verticale verra son diagramme de rayonnement développer des lobes secondaires dans le plan vertical qui disperseront de l'énergie à des angles élevés peu favorables au D.X.(*)
Par contre si les antennes sont montées AU SOL avec les radians sur le sol ou légèrement enterrés il ne sera pas utiles que ces derniers fassent exactement ¼ d'onde. Il conviendra juste qu'ils soient '' nombreux et aussi longs que possible ''. Toutefois dans ce cas (montage AU SOL) il ne sera pas possible d'obtenir une adaptation directe entre le câble coaxial et les antennes 1 et 2. Il faudra ADAPTER par un circuit L.C. ou un STUB pour chaque bande. Pour la mono bande ¼ d'onde c'est simple mais pour le fusil à trois coups la procédure est plus laborieuse car elle implique de reprendre plusieurs fois les réglage qui interagissent les uns sur les autres.
Même remarque concernant la 5/8 (exclusivement mono bande), si l'antenne est surélevée les radians feront ¼ d'onde (peu critique) pour la bande souhaitée, si la 5/8 est au sol les radians doivent juste être longs et nombreux, la bobine à la base permettant toujours l'adaptation entre l'antenne et l'impédance du câble.
Dans le cas N°4 (cas classique rencontré sur la plupart des navires …..qui bénéficient d'une excellente PRISE DE MER!) la situation est plus critique car il faut une excellente prise de Terre et faire en sorte que la longueur du brin rayonnant ne soit pas '' trop '' supérieure à la ½ longueur d'onde pour la fréquence la plus élevée (5/8 est un bon compromis) afin d'éviter les lobes secondaires dans le plan vertical mais aussi ne soit pas trop court pour la fréquence la plus basse (mauvais rendement de l'ensemble B.A. + antenne)
Une boite d'accord télécommandée peut être conçues de manière optimum par l'amateur pour chaque bande désirée.
Par contre les boites automatiques commerciales acceptent généralement assez mal les impédances élevées. Il faut donc déterminer la longueur du brin rayonnant pour qu'il ne soit pas trop long pour la fréquence la plus élevée (lobes secondaires), pas trop court pour la fréquence la plus basse et ne pas présenter une ½ onde (Z élevée) sur une des fréquences désirées. Sachant que la longueur physique du brin rayonnant dépendra de sa nature (fer, cuivre, acier, alu) et de son diamètre...... Il y a de quoi occuper le temps et l'espace....et du monde.
Comme Francis a eu souvent l'occasion de le dire : Une antenne ça commence par des calculs et ça se termine avec une scie à métaux ou une pince coupante.
(*) Sur les bandes basses (20m et au dessous) il est quand même rare de pouvoir placer la base d'une antenne verticale TROP HAUT....Bonjour Monsieur Gustave Eiffel !
Cordialement – f5lpr – Denis.
Citation de
F6AWN le 17 juin 2022, 12 h 33 min
Bonjour à tous,
... et content de voir Denis, F5LPR, ajouter son grain de sel, comme toujours "avec justesse et pertinence" aussi ! 😉
Ce qui m'amène à compléter les remarques suivantes de Denis :
Pour les antennes 1 et 2 (¼ d'onde avec radians et fusil à trois coups avec radians) il convient de les surélever afin de pouvoir incliner les radians de manière à retrouver l'impédance correcte compatible avec celle du câble coaxial.
Oui. Mais... en théorie ! Donc plutôt pour une antenne fonctionnant au-dessus de 50 à 100 MHz. En effet, en-dessous de 20 MHz, les radians seront généralement proches du sol, trop proches du sol même, et par conséquent, les pertes causées par ce dernier augmenteront d'autant la partie résistive de l'impédance vue au niveau du point d'excitation de l'antenne. Dès lors, si en théorie, pour une antenne parfaite en espace libre, cette dernière est de 36 ohms avec un angle radiateur/radians de 90°, de 72 ohms avec un angle de 180° (= un dipôle vertical), et entre 36 et 72 ohms en faisant varier l'angle entre 90° et 180°, avec une possibilité d'obtenir 50 ohms, c'est une précaution peu utile ou inefficace en bas de spectre HF puisque pratiquement jamais une valeur inférieure à 50/60 ohms ne pourra être trouvée avec des radians proches du sol, même seulement par leurs extrémités. On peut d'ailleurs en tirer une conclusion : il est bien plus facile de passer de la théorie à la pratique avec des antennes VHF et UHF, car très proches d'antennes placées "en espace libre", qu'en HF, et en-particulier en-dessous de 20 MHz. 
Comme Francis a eu souvent l'occasion de le dire : Une antenne ça commence par des calculs et ça se termine avec une scie à métaux ou une pince coupante.
Ah bon, j'ai dit cela ? Hum... Probablement une réminiscence de ce que m'ont répété il y a plus de 50 ans les quelques vieux bonzes un peu compétents qui m'ont initié à la construction d'un dipôle demi-onde. A l'époque, on n'avait ni ROS-mètre, ni impédance-mètre, et il fallait se débrouiller avec le milliampèremètre du PA et éventuellement une ampoule (intensité) ou un néon (tension) pour régler l'antenne au mieux afin qu'elle "pompe" le maximum de la HF pouvant être produite par l'émetteur. Les mieux équipés avaient tout de même un Grid-Dip pour chercher les fréquences de résonance. Curieusement, on n'a pas fait mieux lorsque les ROS-mètres ont envahi les stations radio ! 🙂
Je pourrais aussi le dire autrement : il n'y a pas deux antennes HF identiques une fois installées. Beaucoup trop de choses peuvent modifier leurs caractéristiques et c'est la raison pour laquelle des ajustement sont nécessaires, ceux-ci commençant la plupart du temps par une légère modification des longueurs, donc par l'utilisation de cette sacrée pince coupante !
Bon bricolage,
Cordiales 73,
Francis, F6AWN
Bonjour à tous,
... et content de voir Denis, F5LPR, ajouter son grain de sel, comme toujours "avec justesse et pertinence" aussi ! 😉
Ce qui m'amène à compléter les remarques suivantes de Denis :
Pour les antennes 1 et 2 (¼ d'onde avec radians et fusil à trois coups avec radians) il convient de les surélever afin de pouvoir incliner les radians de manière à retrouver l'impédance correcte compatible avec celle du câble coaxial.
Oui. Mais... en théorie ! Donc plutôt pour une antenne fonctionnant au-dessus de 50 à 100 MHz. En effet, en-dessous de 20 MHz, les radians seront généralement proches du sol, trop proches du sol même, et par conséquent, les pertes causées par ce dernier augmenteront d'autant la partie résistive de l'impédance vue au niveau du point d'excitation de l'antenne. Dès lors, si en théorie, pour une antenne parfaite en espace libre, cette dernière est de 36 ohms avec un angle radiateur/radians de 90°, de 72 ohms avec un angle de 180° (= un dipôle vertical), et entre 36 et 72 ohms en faisant varier l'angle entre 90° et 180°, avec une possibilité d'obtenir 50 ohms, c'est une précaution peu utile ou inefficace en bas de spectre HF puisque pratiquement jamais une valeur inférieure à 50/60 ohms ne pourra être trouvée avec des radians proches du sol, même seulement par leurs extrémités. On peut d'ailleurs en tirer une conclusion : il est bien plus facile de passer de la théorie à la pratique avec des antennes VHF et UHF, car très proches d'antennes placées "en espace libre", qu'en HF, et en-particulier en-dessous de 20 MHz.
Comme Francis a eu souvent l'occasion de le dire : Une antenne ça commence par des calculs et ça se termine avec une scie à métaux ou une pince coupante.
Ah bon, j'ai dit cela ? Hum... Probablement une réminiscence de ce que m'ont répété il y a plus de 50 ans les quelques vieux bonzes un peu compétents qui m'ont initié à la construction d'un dipôle demi-onde. A l'époque, on n'avait ni ROS-mètre, ni impédance-mètre, et il fallait se débrouiller avec le milliampèremètre du PA et éventuellement une ampoule (intensité) ou un néon (tension) pour régler l'antenne au mieux afin qu'elle "pompe" le maximum de la HF pouvant être produite par l'émetteur. Les mieux équipés avaient tout de même un Grid-Dip pour chercher les fréquences de résonance. Curieusement, on n'a pas fait mieux lorsque les ROS-mètres ont envahi les stations radio ! 🙂
Je pourrais aussi le dire autrement : il n'y a pas deux antennes HF identiques une fois installées. Beaucoup trop de choses peuvent modifier leurs caractéristiques et c'est la raison pour laquelle des ajustement sont nécessaires, ceux-ci commençant la plupart du temps par une légère modification des longueurs, donc par l'utilisation de cette sacrée pince coupante !
Bon bricolage,
Cordiales 73,
Francis, F6AWN
