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Antenne W3HH


 

Ou une antenne filaire large bande, de faible encombrement, et (relativement) performante…

 

L'antenne W3HH (c'est l'indicatif de son auteur) est un dipôle replié fermé sur une charge. Elle est aussi connue sous le nom de T2FD, qui signifie en gros Terminated Folded Dipole. Sa longueur totale est l / 3 (le tiers de la longueur d'onde) . On établit cette longueur à partir de la fréquence la plus basse à transmettre. L'antenne est tendue en oblique en faisant un angle de 20 à 40 degrés avec l'horizontale.

 

Exemple possible d'installation

 

L'antenne est pratiquement omnidirectionnelle. Mais si elle est placée en position horizontale, elle présente des lobes marqués. Elle s'alimente normalement en symétrique, mais s'accommode parfaitement d'une alimentation par câble coaxial. Si l'on utilise une alimentation par coaxial (50 Ohms, comme c'est souvent le cas), on en profite pour ajouter un balun de rapport 1:4 afin de pouvoir l'attaquer en basse impédance.

 

 

Schéma de l'antenne

 

L'antenne sera réalisée à partir de deux morceaux de fil souple isolé de câblage de 1.5 à 2.5 mm2 de section. Les longueurs indiquées sur le schéma sont obtenues à partir des formules suivantes :

f est la fréquence la plus basse exprimée en MHz, et A et B sont les longueurs de fil en m. Si l'on désire travailler dans la bande des 40 m, (7 MHz), on trouve A=0.42m et B=7.14m.

A l'usage, on pourra se rendre compte que cette antenne fonctionne également de manière satisfaisante dans la bande des 80m. En pratique, cette antenne couvre les bandes de 3 à 30 MHz.

La résistance de charge doit pouvoir dissiper 1/3 de la puissance d'émission. Elle doit être non inductive. L'impédance de cette antenne est de 600 Ohms. Pratiquement, on peut la faire fonctionner à 50 Ohms, mais son comportement sera alors nettement moins bon. Dans la réalité, on se limitera à 300 Ohms pour la valeur la plus basse. La résistance de charge sera légèrement supérieure à l'impédance de la ligne d'alimentation :

 

Impédance alimentation

Valeur résistance de charge

600

650

450

500

300

390

 

Quelques indications sur la construction

La Résistance de charge

Les fils sont tendus de manière à les maintenir parallèles. Il faut donc faire attention à ce que l'effort de tension ne passe pas par les résistances. Plusieurs solutions sont possibles, en voici une. L'impédance de base est choisie fixée à 300 Ohms. La résistance de charge doit avoir une valeur de 390 Ohms. Il faut prendre des résistance au carbone non inductives. On choisit 10 résistances de 3k9 5W que l'on place en parallèle. On choisit de les fixer sur un circuit imprimé en Verre-Epoxy (il s'agit de plaques de circuit standard, cuivrées sur une seule face). Pour la gravure, on peut faire appel à la gravure chimique ou à la gravure mécanique (petite perceuse munie d'une fraise). Afin de gagner un maximum de place, les résistances seront disposées de part et d'autre du circuit, et décalées.

 

 

Charge fictive extraite de son boîtier (vue de face)

 

Disposition des résistances (vue de profil)

Les images suivantes montrent la réalisation pratique :

charge3.jpg (4210 octets)

charge1.jpg (9998 octets)

 

Remarque concernant la résistance de charge

Il est important de ne pas utiliser de réisistance inductive (style résistance bobinée). Les résistances utilisées sur le schéma sont légèrement inductives, mais une mesure de déphasage n'a pas montré de problème alarmant. On peut à peine lire de déphasage à 10 MHz. Mais si l'on est puriste, il est possible d'utiliser des résistances type RTO 50, MP820, ou RCH25 (Radiospares)

Le BALUN (Symétriseur)

 

On allie deux propriétés : La transformation d'impédance et la symétrisation. Pour des raisons de simplicité de fabrication, le choix s'est porté sur le BALUN de rapport 1:4. Il est réalisé sur un tore ferrite Amidon rouge T80-2 (diamètre extérieur 20mm). Pour des raisons de tenue mécanique, il est également monté sur une plaque Epoxy, mais on peut parfaitement faire un montage en l'air. Il est réalisé à partir de deux fils de cuivre émaillé qui ont été assemblés en les torsadant au préalable. On réalise 20 tours régulièrement répartis sur le tore. Attention, une erreur courante consiste à bobiner ces 20 tours sur la périphérie du tore… NON ! Il faut bobiner en passant chaque fois par le trou central. C'est évidemment un peu plus fastidieux, mais possède l'avantage d'être l'unique façon de faire menant à un fonctionnement correct. Si l'on relie les points B et A', on obtient ainsi le point milieu.

La sortie symétrique sera connectée à l'antenne et l'entrée asymétrique au câble coaxial. Le dispositif est prévu pour fonctionner avec une impédance de 75 Ohms au niveau de l'émetteur-récepteur, mais on peut parfaitement s'accommoder d'une impédance de sortie de 50 Ohms. Rien n'empêche de choisir une résistance de charge de 240 Ohms à la place de 300. Mais il convient alors de faire les essais et déterminer quelle valeur est la plus satisfaisante sur toutes les bandes souhaitées.

 

 

Schéma du BALUN

 

Exemple pratique

Pour une fréquence de 7 MHz, la distance entre les fils est A=0.43m et la longueur totale 2xB = 14.29m. On remarque le faible encombrement de cette antenne, d'autant plus qu'elle se place de manière inclinée. On veillera à placer la partie la plus basse à environ 2m du sol. Cette antenne fonctionnera de 3.5 à 30 MHz.

 

Réalisation pratique

Si l'on décide d'utiliser un BALUN 1:4, il suffit de le placer au niveau du point d'alimentation, à la place de l'isolateur. On pourra se servir du circuit imprimé sur lequel il est monté comme dispositif de fixation. Se rappeler qu'il vaut mieux éviter de transmettre les efforts par l'électronique, celle ci devant se contenter (et c'est déjà pas mal) de faire parvenir la HF à l'antenne…

Le fil est isolé, mais il est indispensable de rendre tout l'ensemble complètement étanche. Ne pas hésiter à utiliser le mastic silicone afin de rendre étanche le BALUN, la résistance de charge et la partie dénudée du fil, par où l'eau peut s'infiltrer. Utiliser du fil électrique souple isolé. Il est plus difficile à trouver (magasins électricité industrielle, certains magasins d'électronique). Dans le domainr du grand public (vous, moi), il est souvent utilisé en électricité pour automobile.

La couleur du fil ? Préférez le noir ! Et ce n'est pas une blague. La matière plastique n'aime pas beaucoup les ultra-violets de la lumière solaire. Le pigment noir constitue un excellent filtre et retarde le vieillissement. L'alimentation du balun se fera à l'aide d'un cable de 75 Ohms (cable d'antenne TV) connecté à la boite de couplage. La boite de couplage sera reliée à la sortie 50 ohms de l'emetteur par un coax de 50 ohms également.

Important :

Le point le plus bas de cette antenne sera placé à au moins 1m50 du sol. D'autre part, cette antenne nécessite l'usage d'une boite de couplage.

Variante :

Il semblerait avantageux d'utiliser une résistance de charge de 470 Ohms et de réaliser le balun 50 / 450 ohms décrit ici (voir le tableau en fin de la page)

Cadeau !

Modeste, comme il se doit ! Vous pouvez télécharger les Gifs des circuits imprimés.

- La charge fictive

- Le balun

Si vous ne savez pas faire les circuits imprimés, c'est facile, il existe plusieurs méthodes, des plus simples aux plus spectaculaires (du point de vue artistique, car c'est bien là la raison qu'il faudra invoquer pour justifier les éclaboussures de perchlorure de fer). Vérifiez si une rubrique "Circuits imprimés" n'est pas apparue sur le site.

Bibliographie