Antenne directionnelle pour chasse à l’émetteur
Cette antenne a évolué au cours de ma recherche d’un « beam » 2m avec un rapport avant/arrière vraiment excellent à utiliser dans les chasses aux émetteurs cachés. Cette conception présente un motif très propre et est parfaite pour une utilisation RDF. Elle échange un peu de gain vers l’avant contre une encoche très profonde dans le motif vers l’arrière. (Vous pourriez optimiser la conception pour plus de gain vers l’avant, mais au détriment d’une très bonne encoche dans le motif vers l’arrière.) C’est une conception qui peut être construite en utilisant uniquement des outils à main simples (aucun atelier d’usinage n’est nécessaire) et qui fonctionne toujours bien. Elle a été dupliquée plusieurs dizaines de fois par d’autres radioamateurs locaux et a été utilisée avec succès comme projet de construction de club.
Lorsque j’ai conçu cette antenne, j’avais une idée de base en tête. Il fallait qu’il soit facile d’entrer et de sortir de la voiture pour rechercher un émetteur caché. Pour ce faire, j’ai utilisé des éléments en acier de type « ruban à mesurer ». Ces éléments pouvaient se replier facilement lors de l’installation de l’antenne dans ma voiture tout en restant autoportants. J’ai décidé d’utiliser trois éléments pour éviter que la perche ne devienne trop longue.
Un autre de mes objectifs de conception était d’utiliser des matériaux faciles à obtenir. J’ai choisi d’utiliser des tuyaux et des raccords en PVC Schedule-40 disponibles dans ma quincaillerie locale pour la flèche et les supports d’éléments. Cela a permis de maintenir le coût de l’antenne très bas. Les supports d’éléments sont constitués de croix et de tés en PVC.
Comme je n’avais jamais vu de plans d’antenne utilisant des éléments fabriqués à partir d’un « ruban à mesurer » en acier de 1 pouce de large, j’ai dû faire la conception moi-même. Pour m’aider dans la conception, j’ai utilisé un programme de conception assistée par ordinateur yagi shareware écrit par Paul McMahon VK3DIP. Il m’a permis d’optimiser l’antenne pour le diagramme le plus propre combiné au meilleur rapport avant-arrière.
| Performances prédites par YAGI-CAD | |
| GAIN p/r dipôle | 7,3 dBd |
| Rapport avant-arrière | >50 db |
| Largeur de faisceau de 3 db | E = 67,5 degrés |
| Largeur de faisceau de 3 db | H = 110 degrés |
Lorsque j’ai construit ce faisceau pour la première fois, j’ai découvert qu’il fallait un réseau d’adaptation d’une certaine sorte pour avoir un faible ROS. Ma première tentative a été une adaptation Gamma. C’était difficile à manier. L’élément entraîné pouvait à peine supporter le poids et l’adaptation Gamma elle-même n’était pas très flexible. Le meilleur réseau d’adaptation s’est avéré être une « adaptation en épingle à cheveux ». Il s’agit simplement d’une longueur de fil de 5 pouces qui est connectée aux points d’alimentation de l’élément entraîné. L’antenne a une certaine réactance capacitive sans le réseau d’adaptation. La longueur de fil de 5 pouces a juste assez d’inductance pour annuler la réactance capacitive. Cela a donné une meilleure adaptation que tout ce que j’avais essayé d’autre.
Le fil que j’ai utilisé pour la correspondance en épingle à cheveux était un fil isolé en émail de calibre 18 solide. D’autres radioamateurs qui ont dupliqué ce faisceau ont utilisé à peu près tout ce qu’ils avaient sous la main. Un fil de maison de calibre 14 fonctionne bien, tout comme une longueur de fil de raccordement de calibre 22. Peu importe qu’il soit toronné ou solide, utilisez ce que vous avez à disposition. Cela donne une très bonne correspondance sur la bande de deux mètres une fois que vous avez ajusté la distance entre les moitiés de l’élément entraîné pour un SWR minimum. (1 pouce d’intervalle sur mon prototype).
J’ai utilisé une paire de ciseaux pour couper les éléments du mètre ruban à la longueur souhaitée. Une vieille paire de ciseaux fera probablement aussi l’affaire. Quelle que soit la façon dont vous coupez les éléments, soyez très prudent. Ces bords sont très tranchants et provoqueront une vilaine coupure si vous ne faites pas attention. Utilisez du papier de verre pour éliminer les bords très tranchants et les bavures résultant de la coupe des éléments à la taille souhaitée. J’ai mis du ruban électrique en vinyle aux extrémités des éléments pour me protéger des coupures. Je vous encourage à faire de même. Il sera probablement préférable d’arrondir les coins des éléments une fois que vous les aurez coupés. Portez des lunettes de sécurité lorsque vous coupez les éléments. Ces morceaux de ruban à mesurer peuvent être dangereux.
La ligne d’alimentation coaxiale RG58 est connectée directement à l’élément entraîné. Quelle que soit la méthode utilisée pour fixer la ligne d’alimentation, assurez-vous de gratter ou de poncer la peinture de l’élément du mètre ruban où la ligne d’alimentation est fixée. La plupart des mètres rubans ont une finition de peinture très durable conçue pour résister à une utilisation intensive. Vous ne voulez pas que la peinture isole votre connexion de ligne d’alimentation.
Si vous êtes prudent, il est possible de souder la ligne d’alimentation aux moitiés d’éléments. Il faut faire attention car le mètre ruban en acier ne se soude pas facilement et les supports en PVC fondent facilement. Il peut être judicieux d’étamer les éléments du mètre ruban avant de les monter sur la croix en PVC.
Si vous décidez de ne pas souder les éléments du ruban à mesurer, il existe deux autres méthodes qui ont été utilisées pour fixer la ligne d’alimentation. L’une d’elles utilise des cosses à anneau à l’extrémité de la ligne d’alimentation. Les cosses à anneau sont ensuite fixées sous des vis auto-taraudeuses qui maintiennent les moitiés de l’élément entraîné. Cette méthode ne vous permet pas de régler l’antenne en déplaçant les moitiés de l’élément entraîné. Des boulons et des écrous 6-32 peuvent être utilisés si des trous sont percés dans les éléments près des extrémités. Si les têtes de boulon sont placées le plus près du raccord en PVC, vous pouvez fixer les cosses à anneau avec des écrous et des rondelles de blocage. Une autre possibilité consiste à simplement glisser les extrémités de la ligne d’alimentation sous les colliers de serrage de l’élément entraîné et à serrer les colliers pour maintenir les extrémités du câble coaxial. Je sais que c’est une technique peu sophistiquée, mais cela fonctionne très bien.
Des colliers de serrage en acier inoxydable sont utilisés pour fixer les moitiés de l’élément entraîné à la croix en PVC qui lui sert de support. Cela présente l’avantage supplémentaire de vous permettre d’affiner votre antenne pour obtenir le SWR le plus bas simplement en desserrant les colliers de serrage et en faisant glisser les moitiés de l’élément entraîné plus près ou plus loin. En utilisant les dimensions spécifiées, j’ai constaté que le SWR était de 1:1 à 146,565 MHz (notre fréquence Fox-Hunt) lorsque les deux éléments étaient espacés d’environ 1 pouce. La figure 1 montre la méthode utilisée pour fixer l’élément entraîné à la croix en PVC.
J’ai utilisé des colliers de serrage de 1 1/2 pouce pour fixer tous les éléments sur ma poutre prototype. D’autres personnes qui ont reproduit ma conception ont utilisé des vis autotaraudeuses pour fixer les éléments aux croix et aux tés en PVC. Les performances sont les mêmes quelle que soit la méthode. Les vis sont beaucoup moins chères, mais elles ne maintiennent pas les éléments aussi solidement. Si vous n’utilisez pas de raccords en PVC de 1/2 pouce mais plutôt de 3/4 pouce, assurez-vous que les colliers de serrage que vous achetez sont suffisamment grands pour s’adapter.
Si vous souhaitez une poutre légèrement plus soignée, utilisez les vis auto-taraudeuses. Si cela ne vous dérange pas de dépenser quelques dollars de plus pour les colliers de serrage, utilisez-les à la place. Si je devais construire une autre poutre, j’utiliserais des vis pour le directeur et le réflecteur, et des colliers de serrage pour l’élément entraîné. Cela me donnerait le meilleur des deux méthodes.
Des rondelles en caoutchouc pour robinet ont été utilisées par certains constructeurs entre l’élément de mesure du ruban et les raccords en PVC du directeur et du réflecteur. Elles permettent au ruban d’épouser le contour du raccord en PVC et améliorent l’apparence de l’antenne. Vous savez maintenant quoi faire des rondelles qui restent de l’assortiment que vous avez acheté une fois ; vous savez de quelles rondelles je parle, les rondelles qui ne s’adaptent pas aux robinets que vous avez dans votre maison. Si vous habitez en appartement, renseignez-vous, ces choses sont rangées dans presque tous les sous-sols ou garages des propriétaires.
Construction:
Coupez une longueur de ruban à mesurer à 41 3/8 pouces. Ce sera l’élément réflecteur. Coupez deux longueurs de ruban à mesurer à 17 3/4 pouces. Ceux-ci seront utilisés pour l’élément entraîné. Coupez une longueur de ruban à mesurer à 35 1/8 pouces. Il sera utilisé pour le directeur. Une fois que vous avez coupé le ruban à mesurer à la longueur, mettez du ruban adhésif en vinyle sur les extrémités coupées pour vous protéger des bords tranchants. Vous devrez gratter ou poncer la peinture d’une extrémité de chacune des moitiés de l’élément entraîné afin de pouvoir établir une bonne connexion électrique à la ligne d’alimentation.
Si vous envisagez de souder la ligne d’alimentation aux éléments entraînés, il est préférable d’étamer d’abord les éléments avant de les fixer à la croix en PVC. Si vous ne le faites pas, le PVC fondra lorsque vous appliquerez de la chaleur à l’élément. Il serait également judicieux de prendre le temps de former le fil utilisé pour l’épingle à cheveux en forme de « U » avec les deux pattes du « U » à environ 3/4 de pouce l’une de l’autre. Étamez les extrémités de l’épingle à cheveux si vous prévoyez de la souder à l’élément entraîné. Si vous étamez 1/4 de pouce de chaque extrémité de l’épingle à cheveux, il restera 4 1/2 pouces pour se mettre en forme de « U ».
Vous devrez couper deux longueurs de tuyau en PVC pour l’utiliser comme perche. L’une doit être coupée à 11 1/2 pouces. Elle est utilisée pour former la perche entre le directeur et l’élément entraîné. L’autre morceau de PVC doit être coupé à 7 pouces. Il sera utilisé entre le réflecteur et l’élément entraîné. Presque n’importe quelle scie coupera à travers le tuyau en PVC souple. J’ai utilisé une scie à métaux. Lorsque nous avons produit en série cette antenne dans le cadre d’un projet de club, nous avons marqué le tuyau et utilisé une scie sauteuse portable pour couper les longueurs à la manière d’une chaîne de montage. Il a fallu plus de temps pour mesurer le tuyau que pour effectuer les coupes. Comme le tuyau est disponible en longueurs de dix pieds, vous pouvez fabriquer quelques poutres à partir d’une seule longueur de 10 pieds. Dans tous les cas, vous voudrez peut-être couper quelques longueurs supplémentaires pour vos amis. Ils voudront le dupliquer une fois qu’ils auront vu votre antenne terminée.
A ce stade, vous pouvez préassembler la potence, les traverses et le té en PVC qui supporteront les éléments du mètre ruban. Je n’ai utilisé ni ciment ni colle lors de l’assemblage du mien. Le tube en PVC est fixé dans les raccords par un ajustement par friction.
Les colliers de serrage que j’ai utilisés sont en acier inoxydable et sont dotés d’une vis sans fin qui permet de les serrer. Ils ont une largeur d’environ 1/2 pouce et sont réglables de 11/16 pouce à 1 1/2 pouce de diamètre. Fixez les éléments du ruban à mesurer aux raccords en PVC comme indiqué sur le dessin ci-joint. Il est normal que les éléments réflecteur et directeur se déforment un peu lorsqu’ils sont serrés sur le té et la croix en PVC. Vous pouvez éliminer cette déformation si vous utilisez les rondelles et les vis auto-taraudeuses pour fixer ces éléments au lieu des colliers de serrage. Je ne pense pas que la poutre résistera à un traitement aussi brutal que lorsque des colliers de serrage sont utilisés.