Antenne verticale multi-bandes

Introduction

J’ai utilisé pendant plusieurs années avec un certain succès sur 40 et 30m une antenne verticale constituée d’une simple canne à pêche de 7,5 m. J’avais le projet de mettre à jour cette installation pour utiliser un brin rayonnant de 12 m sur les bandes de 80 m à 30 m. Contraint pas la place comme beaucoup, c’est une solution envisageable pour mon terrain pour avoir accès aux bandes les plus basses. Et comme une mauvaise antenne vaut mieux que pas d’antenne du tout…
Ce projet a été démarré à l’été 2018.

Brin rayonnant et plan de sol

Le brin rayonnant est constitué d’un mat Spiderbeam de 12 m installé sur un poteau en bois de 7×7 cm utilisé pour les clôtures. On trouve ca dans les grandes surfaces de bricolage.

 

 

 

 

 

Le poteau est fixé au sol par l’intermédiaire d’une base à enfoncer dans le sol en galva de 70 cm.
La base à planter sert également comme première prise de terre.

 

 

 

 

Le mat Spiderbeam n’est pas haubané. Il est maintenu sur le poteau par des colliers de chauffage. Simple et rapide à démonter.

Collier de fixation

Le plan de sol est constitué pour le moment de 16 radians de longueurs diverses. L’antenne étant plantée dans la haie en bordure de propriété, j’ai du faire quelques zigzags…
Les radians sont connectés par une des cosses rondes serrées sur une vis.
Un piquet de terre a été ajouté.

Simulation des impédances à la base

J’ai fait une rapide simulation de l’ensemble pour connaitre les ordres de grandeurs de l’impédance équivalente à la base de l’antenne.

 MHz R X
1,8 8,9 -1225
3,5 23 -485
5,3 36 -110
7 89 171
10 300 712

Ca va faire un peu de tension sur 160 m… mais bon. C’est juste pour rigoler car le rendement sera médiocre.

Pour accorder ce type d’antenne, j’utiliserai un classique filtre LC. Il existe deux configurations passe-bas et passe-haut.

Seule la seconde configuration donne un résultat mathématique possible sur toutes
les fréquences désirées.

Hi Pass
MHz L (uH) C(pF)
1,8 76 30
3,5 13 63
5,3 2 236
7 12 165
10 8 50

Système d’accord de l’antenne

Relais (bobine 12V)

Le système d’accord comprend donc un condensateur en série et une self ramenantle brin rayonnant à la terre . Petit avantage, la mise à la terre évacuera les charges statiques qui apparaissent le long du brin rayonnant.

Le condensateur est un condensateur variable 1000 pF / 15KV motorisé. La self fait
~90 uH. Des relais Omron de la série G7L viendront court-circuiter plus ou moins de spires de la self en fonction de la bande.

Un choke balun avec deux tores FT240-43 et RG142 est à l’entrée du circuit.

Coffret abritant le système d’accord

Mise au point

Simple. La mise au point consiste à trouver la bonne prise sur la self et le réglage convenable du CV pour obtenir X=0 à la fréquence désirées sur le VNA.
Les relais sont commutés depuis la boite de commande située à la station par un simple commutateur rotatif. Le CV équipé d’un moteur continu est alimenté au choix par deux tensions 12V et 6 V (pour une petite vitesse) via un inverseur manuel. On monte ou on descend. Je recopie la position du CV par un potentiomètre linéaire lié à l’axe du CV.
Un mini-voltmètre sur la console de commande donne l’information de position.

Moteur + réducteur, fins de course et potentiomètreOn trouve facilement un accord sur toutes les fréquences désirées.

Evidemment sur 160 m, la bande passante est fort réduite ~20 Khz et nécessite de reprendre le réglage du CV selon qu’on soit en haut ou en bas de bande.
La partie CW du 3,5 MHz partage la même prise sur la self que la bande 7 MHz.
En revanche, le 3,8 MHz demande une prise différente.
Le 5,3 MHz n’est pas encore en place car il me manque un relais.
Le 10 MHz ne pose pas de problème particulier.

Résultats

En plein été, au moment où j’écris ces lignes (juillet 2018) pas évident de se faire une idée. Cependant quelques QSO réalisés sans difficulté sur 80 m avec les US en FT8… (Aïe! pas la tête!) et 50 W.
J’y reviendrai donc plus tard.

Evolutions

La prochaine étape consistera à automatiser le réglage de l’antenne. Je vais donc m’amuser avec Arduino, coupleur directifs, AD8317 etc… Mais ca fonctionne déjà très bien manuellement.keywords: gp, ground plane antenna, vertcal antenna, 39 ft vertical, Spiderbeam, multi-band vertical antenna, ATU, raidals, matching network.

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