Atelier antennes au radio club F6KMF.

Par OLIVIER F4JAM

L’idée de faire un atelier de construction d’antennes, piloté par Didier F6BCW était venue il y a quelques semaines lors de notre week-end « Contest & BBQ »… et ça n’a pas traîné ! Le premier atelier a eu lieu ce vendredi 15 juillet au club F6KMF de Chalon sur Saône.

Du fait les températures élevées annoncées pour l’après midi, l’atelier initialement prévu sur une journée été réduit à une grande matinée.

Nous étions une petite dizaine de personnes. Certains étaient là pour découvrir, apprendre des trucs et astuces et pour recueillir des idées pour leurs futurs projets, et d’autres comme Olivier F4JAM, avait une idée bien établie : fabriquer, suivant les conseils de Didier, une quart d’onde verticale à radiales élevées. OK… c’est quoi ça ? On verra ça plus tard.
Compte tenu du temps réduit, c’est la réalisation de cette antenne qui a servi de fil rouge à la matinée.

Le cahier des charges

Une antenne HF, orientée DX (longue distance), efficace, tant qu’à faire:), simple, pas trop chère et qui n’impacterait pas durablement son environnement. Dit autrement, une antenne qu’on peut installer pour 1 jour, 1 mois, 1 an ou plus avec un peu de maintenance, mais qui ne nécessite pas de pylône en métal, de base en béton et qui se démonte facilement. On perd éventuellement en efficacité mais on gagne en possibilités de caprices et d’évolutions dans le temps ! Important pour un radio amateur qui veut faire ses armes, tâter le terrain, sans forcément d’emblée se spécialiser dans un domaine.

La proposition

En réponse au cahier des charges, F6BCW a donc suggéré l’idée d’une antenne verticale à radiales élevées. Ouah !

Didier F6BCW utilise volontiers ce type d’antenne durant les DX’p qu’il organise.
Michel F5LRL qui a participé à plusieurs de ces DX’p a eu l’occasion d’utiliser des dizaines d’heures des antennes comme celle-là. Convaincu par leur intérêt, il a réalisé pour son voyage au Maroc fin Août, une Verticale Radiales Hauts tri bandes commutation manuelle. Il est venu avec son « Kit » qu’il a installé en un quart d’heure. Le changement de bande est manuel et demande 1 minute. En pratique : démontage et rangement 5 minutes, poids total 2Kg, canne télescopique 70cm repliée, 7m dépliée, le tout tient dans une valise soute …

Une antenne quart d’onde verticale nécessite un plan de masse au sol de qualité pour recréer la deuxième partie d’un dipôle demi-onde. C’est le le « GP », « Ground Plane« . Cette partie manquante du dipôle physique est donc recrée, par « effet miroir » de la verticale, sur ce plan de masse. Si on est au bord de la mer qui est le plan de masse quasi parfait, ou… qu’on habite sur une tôle en acier, ça fonctionnera très bien uniquement avec un fil vertical. Mais, dans la plupart des cas, il faut récréer un plan de masse artificiel avec des fils au sol, des radiants de longueur λ/4, depuis la base de l’antenne verticale.

Et des radiales, des fils au sol de longueur λ/4, ou enterrés à quelques cm, il en faut un paquet !

Plus on en met, mieux c’est. Le meilleur résultat étant avec 120 radiales de longueur λ/4.

Sur la bande des 7MHz, soit 40m, ça signifie 3, 8, …120, fils de 10 m autour du mât. C’est possible, ce type d’antenne est largement utilisé, mais c’est pas très pratique pour passer la tondeuse, à moins d’avoir enfoui les fils. La contrainte tondeuse était implicite dans le cahier des charges.

L’alternative est une antenne verticale à radiales élevées. C’est le même principe, sauf que les radiales sont au dessus du sol, idéalement suffisamment hautes pour qu’on puisse passer dessous, ou au minimum, passer la tondeuse sans tout couper !

En théorie, pour éviter un couplage avec le sol, les radiales doivent être à plus de 0,05 λ. Sur le 40m, ça fait une hauteur de 2m. Pratique pour passer dessous et se protéger de la haute tension présente sur les radiales durant l’émission. Après, c’est pas indispensable.

L’un des avantages de cette architecture est, qu’à rendement équivalent, il faut beaucoup moins de radiales élevées que de radiales au sol. Le rapport est d’environ 8 : 2 radiales élevées correspondront à 8 radiales au sol, 4 radiales élevées, 16 radiales rampantes etc.

Par contre, à la différence des radiales au sol, les radiales élevées doivent avoir exactement la même longueurs et elles doivent être accordées, deux par deux à la fréquence de l’antenne. Il faudra donc les régler comme un dipôle avant de les raccorder à la tresse du coaxial d’antenne vers le TX.

Le montage

Le mât de l’antenne est ici un mât télescopique Spiderbeam en fibre de verre de 12m de haut. Il pèse un peu plus de 3kg et, replié, il mesure 1,2m.

Le plus long dans la construction de l’antenne est la sécurisation des 12 segments avec des colliers métalliques type Serflex et une protection (chambre à air ou bande caoutchouc) pour ne pas endommager les tubes en fibre. Cette opération n’est pas foncièrement indispensable pour un montage éphémère, mais elle devient indispensable pour une installation plus pérenne. Avec les variations de température, le vent, la pluie, l’antenne, génétiquement télescopique, peut parfois s’effondrer sur elle-même !

Ensuite, le fil de l’antenne est tiré le long du mât. Nous utiliserons un fil cuivre émaillé de 2mm. Dans notre cas, pour le 40m, centré autour de 7100kHz, nous installons 10,60m de fil, avec une marge pour faire le réglage d’accord.

Le mât est ensuite érigé dans une zone suffisamment dégagée. Il faut penser qu’on devra ensuite installer les deux radiales de 10,60m de long de part et d’autre !

Pour la base du mât, tout est possible : une platine avec un tube dans lequel on enfiche le mât, un piquet sur lequel le mât sera arrimé, etc… L’essentiel est que le mât ne ripe pas, surtout durant l’installation.

Puis vient le haubanage. Dans notre cas, pour une installation temporaire, par beau temps, sans vent, nous n’avons utilisé que trois haubans à 120° pris sur le mât à environ 2/3 de la hauteur. L’antenne n’est pas lourde. Pour une installation « tous temps », il faut prévoir deux séries de haubans. La fixation des haubans sur le mât peut être faite avec les accessoires du constructeur ou en fabriquant des rondelles dans une planche à découper ou en impression 3D.

Restes les deux radiales. Coupées initialement à la même longueur que l’antenne, 10,60m, elles sont tendues à l’horizontale avec des cordelettes, à hauteur du bas du fil d’antenne, en utilisant des arbres environnants. Prévoir des isolateurs pour une installation plus pérenne !

L’accord des radiales est fait avec un analyseur d’antenne comme si c’était un dipôle.

A final, pour cette installation temporaire, les deux radiales sont connectées entre-elles puis sur la tresse d’un câble coaxial. Puis, le fil de l’antenne est connecté à l’âme du coaxial ; le tout avec des pinces croco. Pour un montage plus durable, on peut utiliser des boulons en inox et de la bande auto-soudable pour l’étanchéité.

Nous faisons l’ultime réglage de la longueur du fil d’antenne à l’analyseur d’antenne et c’est fini !ROS de 1 sur le 7100kHz 

Michel F5LRL qui avait apporté sa station la branche sur l’antenne. Il a contacté plusieurs stations Européenne en SSB durant la matinée.

Didier F6BCW réalise deux QSO magistraux en CW, un en Allemagne et le second dans le sud de la France.

Bilan

En prenant notre temps, avec la mise en place de l’outillage, les explications détaillées de Didier, il nous aura fallu moins de 2h30 pour monter cette antenne légère et performante. Le démontage prendra moins d’un quart d’heure.
Il est midi passé, le soleil commence à cogner dur. L’équipe se retrouve à l’ombre pour pique niquer alors que Michel poursuit des QSO.

Merci à tous les participants pour leur coup de main Un grand merci à Didier pour avoir transmis sa connaissance des antennes, des nœuds 🙂 et de la CW et qui a sorti de son chapeau le matériel, les petits chaînons manquants, sans lesquels le montage n’aurait pas été possible ou plus compliqué. Merci également à Michel qui est venu apporter son expérience et d’autres chaînons manquants !

Nous attendons avec impatience les prochains ateliers antennes !