Explication Fr

 

ANTENNE à DOUBLE ANNEAU de ON4APZ                 traduction par Lucienne Larmuseau

Cette antenne à double anneau (en anglais = loop) est en faite un circuit résonant de haute qualité (#1) qui résonne entre autre à 160m, 80m, 60m, 40m et 30 mètres. Elle est, comme la plupart des antennes multi bandes un compromis, elle est d’une construction différente aux autres, entre autre le couplage avec le transceiver, mais cette antenne fait ce qu’elle doit faire: faire QSO avec le monde entier et cela même avec l’antenne dans le shack.

L’effet directionnel et sa bande passante étroite peut être favorable, surtout dans les environnements très brouillés. Parce que cette antenne est relativement petite, elle peut être la solution quand on n’a pas la place d’installer des antennes pour cette bandes, ou pire: là ou on ne peut pas du tout les installer.

Le “problème” de cette antenne est qu’on doit retoucher la capacité variable d’accord (CV) chaque fois qu’on change la fréquence du transceiver. Pour la large bande de 160m, la correction entre 1810kHz et 2000kHz est de 29 divisions sur 100, pour 40m elle n’est que 2 à 3 divisions et pour 30m qu’un rien du tout. Accorder l’antenne est critique, un mécanisme démultiplicateur  et un cadran ne sont pas du tout un luxe (photo #2).

Accorder l’antenne  peut se faire à l’oreille, le niveau de bruit augmente forcément, puis donnez des pulses courtes de petite puissance et regarder le TOS-mètre pendant qu’on ajuste le CV de l’antenne. Construire un tableau avec les fréquences et les positions du CV ainsi que la position du commutateur de couplage est très pratique. Un analyseur pour mesurer l’antenne est aussi très pratique, surtout pendant les premières mesures. Moi-même, j’utilise le VNWA de DG8SAQ, un appareil de mesure magnifique dont old man Mario ON4AML m’a révélé l’existence (dont je voudrais une fois encore le remercier). A mon avis, chaque amateur qui fait des expériences devrait le posséder: (voir: http://www.sdr-kits.net/)  Les mesures m1 jusqu’à m12 : à coté des courbes on trouve pour la fréquence appliquée, le TOS, S11 et IZI.

Les expériences avec les couplages classiques avec le transceiver ne m’ont pas données du tout des résultats satisfaisants pour les différentes bandes. C’est pourquoi que j’ai fait des expériences avec le couplage à l’aide des différents anneaux de ferrite. Finalement j’ai trouvé un couplage simple et presque parfait avec un anneau de ferrite de bonne qualité. Le couplage se fait maintenant  dans un clin d’œil en employant  un commutateur rotatif de 5 positions (également de bonne qualité !)

Le deuxième anneau est nécessaire pour travailler sur la bande de 160m, il est placé en série à l’aide d’un interrupteur avec le premier anneau.

Quand l’antenne ne possède qu’un seul anneau, vous pouvez travailler sur toutes les bandes sauf le 160m. De cette façon, l’antenne est beaucoup plus simple à construire mais il faut savoir que la bande de 160m est très intéressante pendant  l’hiver (zone grise,  le Canada avec 15W!).Pendant l’été et l’automne,  il est aussi régulièrement possible de faire des QSO à plus de 2000km de distance, de faire cela, la puissance limitée et avec  l’antenne dans le shack, cela a quelque chose de spécial, je pense...non?

Pour que le résultat de l’antenne soit un succès, tous les composants doivent être de bonne qualité et cela aussi pour la sécurité de l’opérateur et le transceiver:

Pendant l’émission, il existe une grande tension électrique sur le CV, il doit avoir une distance assez grande entre les lames pour éviter des étincelles. Avec quelques Watts, on mesure déjà 150V et à 20W cette tension dépasse le 1000V! L’axe du rotor du CV est isolé doublement  du bouton démultiplicateur par un joint d’accouplement souple et  isolant, et un joint adapter en plastique (par ex. en Ertalon, voir photo #3)

L’amateur doit être conscient du danger et rester prudent ! A l’intérieur de la maison, le rayonnement magnétique passe facilement à travers les murs pendant une distance considérable (si vous n’habitez pas dans un bunker). Au sujet de ce rayonnement, pensez  toujours à tenir la bonne distance.

Des condensateurs variables (CV) adéquates de 280pF jusqu’à 350pf, avec une distance de au moins 2mm entre les lames fixes et les lames mobiles (voir photo #2), pourvu des bon contacts glissants et d’une petite capacité résiduelle, sont régulièrement trouvables aux foires d’amateurs (photo #4, La Louvière 2017) ou peut-être vous pouvez en fabriquer un vous-même.

Le double inverseur doit être assez costaud pour pouvoir ajouter le deuxième anneau (voir photo #3), ainsi que l’interrupteur qui ajoute éventuellement la capacité en parallèle au CV. Le courant dans les contacts peut être très grand et lorsque l’interrupteur ne convient pas, il peut prendre feu! Les interrupteurs ne peuvent pas échauffées pendant l’émission. D’ailleurs aucune partie de l’antenne peut devenir chaud, sinon elle ne convient pas.

Le second anneau, nécessaire pour 160m, est flottant quand on travaille sur une autre bande: mettre les deux anneaux en série et choisir un seul avec un inverseur peut provoquer des problèmes, entre autre : la capacité minimum du circuit augmente et peut rendre le 30m impossible. Raccourcir l’anneau peut résoudre ce problème mais peut-être on a maintenant des difficultés avec le 80m & 160m et en plus, le rendement de l’antenne diminue à cause de ça très vite.

Quand vous mesurez un TOS instable pendant l’émission, la cause est probablement un mauvais contact dans le circuit oscillant, un interrupteur qui est en train de mourir ou des étincelles entre les plaques du CV.

Le condensateur éventuellement ajouté doit être résistant aux grand courant et à la grande tension, utilisez donc uniquement un modèle adéquate (voir photo #4). Un condensateur pareil ne peut qu’être fixé d’une façon immuable d’un coté, l’autre connection doit être fixé d’une façon souple (par ex. par un fil ou une plaque pliante): il ne supporte pas de forces mécaniques! Ce condensateur est nécessaire pour 80m et 160m quand le CV est inférieur à +/- 300pF. Cela rend la construction plus compliquée ainsi le changement de la bande, mais rend l’accord plus facile. Un CV de valeur nominale supérieur à 500pF n’a pas besoin du condensateur ajouté, mais rend la recherche de la bonne position pour les bandes supérieures plus critique.

Les deux anneaux ont une longueur de 5m et ils sont faites de tubes en cuivre rouge doux (ou en aluminium). On peut également employer des lames car c’est la surface qui compte (effet de peau) mais un tube est plus stable. N’employez par ex. pas un gros fil, parce que, même quand vous mesurez un bon TOS et que la réception a l’air d’être très bonne, le rendement de l’antenne devient  très petit (voir photo #5 OM-80m). En fait, vous avez construit une sorte de mauvais dummy load...(voir photo #7). Aussi, il est consigné de donner les anneaux une couche de vernis (Incralac est un bon choix) pour les tenir propre et pour éviter l’oxydation (évidemment pas sur les bouts ou on va mettre les connexions). Des tubes en cuivre proprement emballés de 15mm de diamètre  (et plus gros) et de 5m de longueur sont trouvables chez les magasins de bricolage. Les anneaux ont la forme d’un cercle, c’est la forme idéale, toute autre forme fait diminuer l’efficacité de l’antenne! Un polygone est encore passable, un rectangle est à éviter, surtout un rectangle étroit. Chaque anneau est une pièce entière sans connections. J’ai monté les deux anneaux (chacun avec 4 vis de 5 x 60 T25) sur un panneau de base en triplex de 18mm d’épaisseur à l’aide de deux demi blocs en bois dur muni d’un forage de 15mm(voir photo #8). Parce que les anneaux font un grand levier, la force sur les blocs n’est pas à négliger: la partie de chaque bloc inférieure est fixée avec du colle et des vis (chacun avec 2 vis 4,5 x 40 T20), afin d’éviter qu’ils bougent ou se détachent. Les dimensions de la plaque de base  sont 50cm x 50cm, cela semble relativement grand, mais cela rend l’ensemble assez stable. Afin d’obtenir la bonne L, la distance ENTRE les anneaux mesure 3cm, les deux anneaux sont tenues à la bonne distance par huit pièces en bois dur (voir photo #9)

Les connexions avec les anneaux se font à l’aide des bagues de serrage et avec des fils courts et gros. Pour que tout soit jolie, vous pouvez lier les fils ensemble, mais cela fait augmenter la capacité minimum du circuit et cela peut parfois rendre le 30m impossible à travailler.  Les séparer fait augmenter un peu le L du circuit mais avec un minimum d’influence sur l’accord. Evitez les soudures dans le circuit oscillant et quand la nécessité s’impose (interrupteurs), utilisez de préférence le soudure étain-argent (= moins mauvais que le plomb-étain, suggestion: mesurez la résistance caractéristique et essayez de ne pas pleurer...) Des bonnes bagues de serrage sont facilement à fabriquer soi-même d’une plaque de cuivre rouge de 1mm d’épaisseur. Ces connexions tiennent très bien autour du tube à l’aide d’une vis et un écrou de M5 (Résistance minimale).  Les bagues “de fabrication maison” de 2mm ont plus de difficulté  à se pincer autour. Les bagues de serrage qu’on peut acheter pour monter les tubes sur les murs, ne conviennent pas, ni électriquement, ni mécaniquement (voir photo #10)

Le noyau de ferrite utilisé pour coupler l’antenne au transceiver doit être de très bonne qualité. Le bon fonctionnement de l’antenne dépend énormément de lui!

Le noyau de ferrite conçu pour l’adaptation est: FT240-31”spéciale mix 31”avec les dimensions 61x36x13mm. Il est disponible chez old man Hugo Cnudde  ON7FU (www.bloggen.be/on7fu)

Bobinez le fil autour du noyau de ferrite (voir photo #11), de façon qu’il ne peut pas bouger, mettez pour cela d’abord une seule couche de tape autour du noyau avant de mettre le fil. La première plaque en plexi tient les connections sur place et le grand trou au milieu tient le gros fil (haute tension)  stable et à distance. L’autre plaque en plexi sert à monter le ferrite d’une façon sûre (voir aussi photo #12). Tout cela pour que vous retrouverez à chaque fois les mêmes conditions. Quelques mesures QRP raconteront rapidement quelle connexion (ici faites avec des Starfix sans plastic, voir photo #13) donne le plus beau TOS. Le TOS mesuré sera rarement plus grand que 1.5/1 dans la bonne position. Il est possible qu’on trouve la meilleure position qui est différente en bas et en haut des bandes 80m et 160m (voir mesure m3 et m4. Le premier chiffre à gauche en haut donne la position du CV sur le cadran de 0 à 100, le deuxième chiffre donne la position du commutateur d’adaptation). En cas de nécessité on peut employer un commutateur qui a plus que 5 positions: on mesure ici 1.22 et 1.14, donc la nécessité ne s’impose pas vraiment.

Quand l’antenne est montée à l’extérieur, les composants en bois seront évidemment remplacés par des pièces en plastic, la partie inférieure doit être montée dans une boîte étanche (attention à la capacité ajoutée!), les interrupteurs seront remplacés par des relais appropriés  et le réglage du CV se fait à distance (Arduino + moteur à pas)

Information supplémentaire ( photos) : allez voir sur :   https://dubbelringantenneon4apz.blogspot.be/ et cliquez en bas sur «  Bouwinformatie »

Contact : on4apz@skynet.be