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Depuis quelques années un nouveau concept d’antenne commence à poindre dans le milieu radioamateur.
Une antenne EH, comment ça marche….. ? A peu près au même moment où Henrich Hertz décrivait l’antenne résonante, un autre physicien, John Henry Poynting développait le concept selon lequel toutes les ondes électromagnétiques, y compris la lumière sont basées sur une relation fixe entre champs électrique et magnétique. Voici les principaux principes du théorème de Poynting simplifiés et abrégés pour nous les rendre accessibles :
Le champ magnétique (H) et le champ électrique (E) doivent être simultanés.
Leurs plans doivent être à angle droit l’un par rapport à l’autre.
Leur rapport de la valeur du champ électrique mesurée en volt/m et celle du champ magnétique en ampère/tour doit être de 377 ohms.
Si on satisfait à ça, on peut recomposer un champ électromagnétique par ces deux composantes. Après plus d’un siècle sans mise en pratique directe pour la réalisation d’antenne, voyons quels seraient les avantages de l’appliquer. Du fait que dans ce cas nous ne sommes plus tributaire de la longueur d’onde, on peut réaliser des aériens beaucoup plus petits pour une fréquence donnée. Dans la pratique on peut descendre jusqu'à 1% de lambda.D’après les essais réalisés, le rendement se situe proche du dipôle. Ces aériens sont aussi moins sensible au QRM (à signaux égaux, évidemment, sinon on utiliserait tous une charge fictive contre le QRM ! !)
Une antenne pour le 80 m qui mesure 1,6 m….ça ne fait pas rêver ; hein ?
Comment c’est fait, physiquement…. ? On va utiliser deux éléments métalliques proches qui vont présenter une capacité. Si on fait circuler un courant HF dans ce condensateur il sera le siège d’un champ magnétique. Du fait qu’une différence de potentiel est présente entre les armatures du condensateur, nous avons aussi notre champ électrique. Et pourtant ça ne rayonne pas, pourquoi ? Simplement parce que, comme nous l’avons appris pour passer notre licence, dans un condensateur le courant est déphasé en avance sur la tension. L’astuce consiste à corriger cela pour que nos champs soient en phase. C’est le but de la bobine de déphasage (voir le schéma).
Qu' utiliser pour réaliser une antennes EH… ?
Du fil électrique domestique (1,5 ou 2,5 mm2).
Un tube en PVC. Attention, ne pas utiliser du PVC noir, il contient trop de carbone.
Une embase N ou PL.
Du temps pour les réglages.
Les dimensions Le rapport diamètre/ hauteur d’une électrode a une influence sur le diagramme de directivité. Un rapport de 0,85 aura un comportement assez proche d’un dipôle vertical. Un rapport plus grand (on peut aller jusqu'à 3) tirera plus bas sur l’horizon. De toute façon tous les essais sont possibles et hautement recommandés !
Quel tubes de dimension courantes utiliser et sur quelle bande :
Bande |
Diamètre du tube |
160 m |
40 cm |
80 m |
20 cm. |
40 m |
10 cm |
20 m |
5 cm |
10 m |
2,5 cm | |
L’avantage d’utiliser des rapports du simple au double sur des bandes en harmonique paire, c’est que l’on a sensiblement le même nombre de spires (l’inductance étant en même relation proportionnelle avec le diamètre et le nombre de spires). Voir l'aide au calcul des bobines. Bien sûr, on peut faire des aériens pour les bandes warc, par exemple pour le 30 m on peut utiliser du diamètre 10 cm, pour le 17 m du diamètre 5cm et pour le 12 m du diamètre 2,5 cm. Par contre pour le 160 m, j’ai fait un modèle avec un tube de 20 cm (je n’avais que ça sous la main !) qui m’a permis, au premier essai, de contacter un italien tout au sud de l’Italie avec 5w, l’antenne dans le shack et un report de 59+10 dB. Comme quoi, il faut essayer !
L’accord des antennes EH L’idéal, c’est d’utiliser un analyseur de réseau ou, plus modestement, un MFJ259. Je le recommande vivement, ça fait gagner un temps fou ! C’est possible de tout faire au ROS mètre mais c’est bien plus difficile parce que l’on a besoin de savoir quand l’antenne n’est plus réactive pour modifier la position de la bobine de couplage et trouver nos 50 ohms attendus. Je ne l’ai jamais fait au ROS mètre mais je suppose que le plus simple est de chercher à quelle fréquence le ROS est moindre, ensuite on déplace la bobine de couplage pour chercher le ROS le plus bas et seulement après, si on n’est pas à la fréquence que l’on souhaite, on peut retirer ou ajouter demi spire par demi spire sur la bobine de déphasage. Il faut, bien sûr, rechercher le ROS le plus bas avec la bobine de couplage à chaque modification de la bobine de déphasage. Le nombre de spires de la bobine de couplage n’a pas à être modifié si on utilise les valeurs de la page de calcul. Par contre, au MFJ259, on recherche à ne plus avoir de réactif (X=0 ou quelques ohms) ensuite on ajuste la position de la bobine de couplage pour arriver à un ROS de 1/1. La bande passante de ces aériens va en décroissant vers les bandes basses. On peut escompter environ (en restant dans un ROS de 2/1) :
Bande |
Largeur de bande |
160 m |
35 KHz |
80 m |
70 KHz |
40 m |
140 KHz |
20 m |
280 KHz |
10 m |
560 KHz |
Conclusion (très provisoire…) Ce type d’aériens, même si son efficacité n’atteint pas un dipôle bien dégagé, reste une solution accessible pour les stations disposant de peu de place. C’est d’ailleurs le cas de la plupart d’entre nous : qui peut, sans difficulté, déployer un dipôle pour le 160 m ? Différentes versions de déphaseurs sont possibles, déterminant l’efficacité de l’antenne. A ce jour il semblerait que la plus performante soit la «full_network». Afin d’aller plus en avant, je vous conseille une visite du site de http://www.wathy.com/~f5ixu/accueil.htm que je remercie de m’avoir permis de traduire et d’utiliser ses illustrations. Quelques photos viendront compléter cet article. Bonne bidouille et la suite bientôt. | | | |
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