Le domaine des antennes... Retour Accueil

Cette page n'a pas pour but de réexpliquer les théories sur les antennes, pour cela il y a des sites spécialisés, mais plutôt de présenter des réalisations simples et faciles à expérimenter, et même d'innover un peu avec des antennes pour espaces restreints...


Antennes simples demi-onde:

La plupart du temps, lorsqu'on veut installer une antenne vite réalisée et facile à mettre en oeuvre, on choisit une antenne verticale quart d'onde. Les antennes de ce type, pour avoir un rendement élevé, avaient toutes besoin d'une excellente prise de terre (ou un contre-poids sous forme de radians), ce qui n'est pas toujours évident à réaliser. Je ne saurai que trop recommander de se documenter sur le rôle de la qualité du contre-poids d'une antenne. Comme la plupart des ouvrages n'en parlent jamais ou si peu, ce qui peut induire en erreur, la plupart des gens racontent un peu n'importe quoi, forts de ce qu'ils ont lu ou entendu. Par contre vous trouverez tout ce qu'il faut dans l'excellent article de Francis Feron F6AWN paru dans Mégahertz Magazine n° 198 page 75 et suivantes, ainsi que dans l'ouvrage d'André Ducros F5AD "Les antennes, théorie et pratique" chapitre IV.3.3 (SRC éditions) . En les lisant vous comprendrez pourquoi une antenne quart d'onde, qui pourtant affiche un ROS (rapport d'ondes stationnaires) de 1:1, et qui fait croire que toute l'énergie a été rayonnée, ne rayonne en réalité qu'une partie de l'énergie qui lui est transmise, le reste étant absorbé par les différentes pertes. Combien de stations font du QRP sans le savoir ?

Dans ce paragraphe, nous allons voir quelques antennes filaires, qui bien qu' un peu moins faciles à réaliser (quoique !), peuvent très bien se passer de contre-poids, et en plus ne nécessitent aucun coupleur d'antenne. Le but de ces descriptions est de faire réaliser ces antennes et d'expérimenter sans préjugés.

La première des antennes est aussi la plus connue, c'est le dipôle demi-onde (figure 1). Alimentée en son centre, en un endroit où le courant est maximum et la tension minimum, sa résistance de rayonnement est basse, de l'ordre de 73 ohms (loin du sol). Ce qui permet d'y raccorder un câble coaxial de 75 ohms. Sinon un câble de 50 ohms fera également l'affaire, d'autant plus qu'en rapprochant l'antenne près du sol la résistance de rayonnement baisse. Tendue horizontalement à une demi longueur d'onde au-dessus du sol, elle rayonne idéalement pour les grandes distances (angle d'élévation de 30°). Mais souvent on ne peut que la tendre plus bas, surtout sur les bandes basses, ce qui élève l'angle de tir et favorise les courtes et moyennes distances (France, Europe). Qui peut déjà tendre une antenne à 40 mètres de haut pour la bande des 80 mètres ? Une des solutions est de monter l'antenne en "V inversé". Le centre en hauteur, et les extrémités à 2 mètres du sol. Mais attention à ne pas toucher les extrémités. Une forte tension y est présente et on risque de s'y brûler !
L'antenne suivante (figure 2) est une variante de la précédente. Elle est connue sous le nom de "Up and Outer", souvent décrite dans les revues spécialisées QRP (émission en petite puissance). L'une des moitiés du dipôle est tendue verticalement, l'autre est horizontale et à 60 cm du sol quelle que soit la longueur d'onde. La qualité du sol a peu d'influence, comme remarqué lors des essais. Cette antenne a un léger gain dans le sens du brin horizontal, il faudra donc en tenir compte lors de l'installation si on veut favoriser une certaine direction. D'après les essais cette antenne a un gain légèrement supérieur au quart d'onde vertical avec radians, dans la direction du fil horizontal. En effet, en enlevant le quart d'onde horizontal et en reliant l'antenne à ma prise de terre, qui pourtant est excellente (plus de trente radians enterrés et une plaque de terre), le niveau mesuré sur un champ'mètre est légèrement inférieur à celui de l'antenne originale, dans la direction du fil horizontal. Le brin vertical pourra être tendu dans un arbre assez grand, ou alors il est possible d'utiliser comme support, pour le portable entre autre, une canne à pêche en fibre de verre (on en trouve à de bons prix dans des dimensions allant jusqu'à 9 ou 10 mètres).
Dimensions pour les deux antennes ci-dessus, selon la fréquence envisagée, en tenant compte du facteur de raccourcissement de 0,95.

Tableau n° 1

Bande (m) Fréquence (kHz) Longueur (m)
160 1.830 77,87
80 3.650 39,05
40 7.050 20,21
30 10.125 14,07
20 14.175 10,05
17 18.100 7,87
15 21.225 6,71
12 24.900 5,72
10 28.500 5,00
Voyons maintenant l'antenne "Fuchs". Cette antenne semble pratiquement inconnue dans le monde des radio-amateurs, pourtant elle était très répandue avant-guerre. Le brevet autrichien n° 110357-1927 fût déposé en son temps par son concepteur OE1JF. A l'époque des émetteurs à tubes, elle était une antenne demi-onde en "L" raccordée directement à un circuit oscillant couplé au circuit final de l'émetteur. Elle a disparue en même temps que les émetteurs à tubes. Mais aujourd'hui on utilise une variante alimentée en basse impédance. Contrairement au dipôle, l'antenne Fuchs est alimentée à une extrémité du brin demi-onde, dans un noeud de courant (ventre de tension, c'est pour cela qu'on dit qu'elle est alimentée "en tension"). L'avantage est qu'à cet endroit les pertes vers le sol sont pratiquement inexistantes. On peut donc, en portable notamment , approcher cette extrémité le plus près possible de l'émetteur (économie de câble coaxial), et accrocher l'autre extrémité dans un arbre, le plus haut possible. Un cerf-volant ou un ballon d'hélium peuvent aussi faire l'affaire, avis aux amateurs ! L'inconvénient, c'est que l'impédance à cet endroit est très élevée (ventre de tension). Il faut donc un transformateur d'impédance. Attention, je n'ai pas dit un symétriseur !

La première façon de procéder (figure 3) est de réaliser un transformateur parallèle à circuit oscillant. Les enroulements, primaire et secondaire, sont réalisés sur un tore de fer (plus le diamètre du tore est grand, plus on peut envoyer de puissance). Le fil est en cuivre émaillé 0,5mm. On bobine d'abord la grande self sur tout le pourtour du tore, ensuite le secondaire par-dessus une extrémité. Pour le nombre de spires du secondaire, il va de 1 à 4 suivant la bande choisie; il faut essayer en sachant que pour 80m il est de 4, pour 40m il est de 3 et pour les bandes supérieures de 1 à 2. Le condensateur en parallèle est un ajustable de bonne qualité; plus on envoie de puissance, plus l'écartement entre les lames devra être important. Ces condensateurs se récupèrent aux surplus ou dans les vieux postes. Pour les valeurs, il faut se reporter au tableau n° 2 (issu d'un article de DL6YCG dans la revue "Qrp-Report 2.97"). Le tout sera placé dans un petit boitier, étanche de préférence. A une extrémité on raccorde le brin rayonnant sur une borne-traversée isolée et à l'autre on raccorde le câble 50 ohms sur une embase coaxiale. Pour le réglage de l'antenne, tailler le brin rayonnant à la longueur voulue suivant la bande (voir tableau n°1), régler l'émetteur en milieu de bande et ajuster au minimum lu sur le Ros'mètre en agissant sur le condensateur ajustable. Il n'y aura plus à revenir sur le réglage, l'antenne est prète. Sur le schéma, une des extrémités du circuit oscillant est relié à la terre, ceci n'est pas nécessaire. On peut aussi y accrocher un fil de 1 à 2 mètres de long qui fait office de léger contrepoids (pour que le courant puisse circuler, sinon c'est le câble coaxial qui fera office de contre-poids, avec des courants de gaines). Ceci peut être avantageux lorsque l'antenne est tendue horizontalement entre un toit et un arbre, en installation fixe par exemple, la boite d'adaptation côté toit raccordée au câble coaxial descendant vers la station. La deuxième façon de procéder (figure 4), plus simple, est très facile à réaliser. Une self bobinée sur un support plastique de diamètre 25mm et un condensateur ajustable constituent le circuit d'adaptation. La longueur de l'enroulement pour les bandes testées est de 45mm. Attention pourtant, cette variante n'est réservée qu'au trafic en petite puissance (inférieure à 10 watts), la tension présente aux bornes du condensateur étant extrèmement élevée. Préférer un condensateur à très haut isolement pour des puissances supérieures. Les valeurs des éléments sont données dans le tableau n°3. Par manque de temps, je n'ai pu tester que trois bandes. Le réglage est identique au modèle précédent. Un dernier mot concernant l'antenne "Fuchs": le brin rayonnant peut aussi être un multiple de demi-longueurs d'onde. Plus il y en aura, plus le rayonnement sera orienté dans le sens du fil. Avis aux amateurs de grandes propriétés !
Nombre de spires et valeur moyenne du condensateur ajustable dans la réalisation du transformateur d'impédance, en fonction de la bande et des tores pour l'antenne de la figure 3.

Tableau n° 2

Bande (m) C (pF) L (µH) T50-2 T80-2 T120-2 T200-2
80 200 10,3 46 43 30 29
40 100 5,2 32 32 22 21
30 100 2,5 22 21 15 14
20 50 2,6 23 22 15 14
17 50 1,54 18 17 12 11
15 50 1,15 15 14 10 10
12 50 0,85 13 12 9 8
10 50 0,64 11 10 8 7
Bande (m) C (pF) Nbre spires (fil émaillé 1,2 mm)
40 39 32
20 27 19
15 22 14
Nombre de spires et valeurs du condensateur (fort isolement) en fonction de la bande, pour l'antenne de la figure 4.

Tableau n° 3


Antenne Fuchs pour le 40m:

Sur la figure 1 et la photo ci-contre, l'installation de mon antenne demi-onde pour la bande 40m. Le système d'accord est installé en haut du grenier, pour être le plus près possible du brin rayonnant. Le brin rayonnant est tendu horizontalement entre un petit mât de 2m, sur le faît du toit, et un mât de 8m au fond du jardin. Ce brin horizontal a une longueur de 19 mètres et est relié au système d'accord par un brin de 2 mètres, ce qui fait une longueur totale de 21 mètres.
Pour le réglage parfait de l'antenne, j'utilise un contre-poids accordé de 1 mètre de long (placé à l'intérieur du grenier), avec self et condensateur variable en série.
Pour le réglage, il suffit d'émettre à faible puissance, en milieu de bande, et avec un Ros'mètre branché à la base du circuit d'accord, rechercher le meilleur Ros avec CV1 (à ce niveau, l'antenne est accordée). Puis, avec CV2, affiner le Ros, l'aiguille des "réfléchis" ne doit pratiquement plus dévier (à ce niveau tout est réglé, et le câble coaxial ne rayonnera pas d'énergie pertubatrice inutilement).
L'avantage de tout ce système chez moi est qu'il n'y a pas de câble coaxial ni de boite d'accord à l'extérieur. C'est plus discret et à l'abri des intempéries. Et cela fonctionne à merveille !

Antenne horizontale bi-bande 80 et 40m:

Voici la dernière évolution de l'antenne présentée ci-dessus:

Comme une antenne demi-onde sur 40m résonne en quart d'onde sur 80m, la modification de cette antenne en bi-bande devenait évidente. Il suffit de rajouter un contre-poids d'un quart d'onde accordé sur la bande des 80m pour faire résonner l'ensemble sur cette bande, et transformer l'antenne en dipôle demi-onde sur 80m.
La longueur nécessaire pour une résonance sur 3650 KHz est, pour du fil de 2,5mm² sous gaine plastique, de 19,6m. Pour le contre-poids, pas de problèmes, il sera taillé sur cette longueur. Pour le brin rayonnant, il y a un problème; en effet celui-ci fait 21m, et est donc trop long. Il fera résonner l'ensemble trop bas en fréquence.

Le remède consiste à placer en série au point d'alimentation un condensateur de 2000 pF, ce qui a pour effet de raccourcir électriquement le brin rayonnant, et donc de ramener la résonnance à 3650 KHz.

Une commutation par relais, comme décrit sur le schéma ci-dessous, permettra de télecommander l'ensemble à partir de la station.

Pour les réglages, pas de difficultés: commencer par régler l'antenne 40m comme décrit ci-dessus (antenne Fuchs).
Basculer les relais pour le 80m, et ajuster la valeur du condensateur C pour avoir le minimum de ROS sur la portion de bande 80m que vous affectez le plus.

Nota: si la place ne manque pas, le contre-poids de 19,6m pourra être tendu à l'extérieur. Si, comme chez moi, la place manque, le contre-poids pourra être tendu dans le grenier, en zig-zag s'il le faut, cela ne pose pas de problèmes.
Le condensateur en série pourra être avantageusement constitué de plusieurs condensateurs en parallèle, cela permettra bien mieux d'ajuster la valeur aux réglages.


Antenne verticale multibandes 30 à 10m:

Pour les bandes hautes, à partir de 30m jusqu'à la bande des 10m, voici une antenne verticale accordée par un coupleur automatique SG-239.
Le brin vertical, constitué d'une canne à pêche télescopique en fibre de verre, contient un fil de cuivre de 6m20 de longueur. 3 radians de 5m17, en étoile, constituent le contre-poids.
L'ensemble s'accorde facilement, avec un ROS inférieur à 1,5 sur toutes les bandes comprises entre 10 et 28 MHz. Les résultats en DX sont très bons, les angles de départ sont relativement bas. L'ensemble s'accorde aussi sur 7 MHz, mais le rendement est un peu plus faible sur cette bande, l'antenne étant un peu trop courte.
Nota: sur la photo de droite, on voit bien les relais qui commutent le câble coaxial venant de la station, soit à l'antenne verticale, soit au coupleur télécommandé de l'antenne filaire 40/80m. Une self de choc en câble coaxial, pour minimiser les courants de gaine, est également visible. J'en place le plus possible, ce qui garantit des lobes de rayonnement plus ou moins conformes aux calculs, et non influencés par les courants de gaine qui font participer la gaine du coaxial au rayonnement général, en déformants ces lobes de rayonnement.

Ci-dessous, une vue d'ensemble des antennes décrites ci-dessus, avec en plus une antenne colinéaire bibande pour les bandes 2m et 70cm.

Entre-temps la configuration a changée, et des antennes directives sur 50, 144 et 432 MHz se sont ajoutées sur le toit:

L'antenne verticale pour les bandes hautes est venue prendre place dans le verger. Elle est télécommandée depuis le shack, le plan de sol étant constitué d'une trentaine de radians apériodiques enterrés, en plus d'une plaque de terre grillagée, elle aussi enterrée:


Télécommande des antennes et antenne active:

Sur le cliché de gauche se trouvent les commandes à distance des relayages des antennes
et de la commande du coupleur automatique. Dans le boitier de commande de l'antenne
active se trouve un convertisseur VLF commutable.
Sur le cliché de droite, on voit l'antenne active de type Miniwhip (PA0RDT) modifiée,
tout en haut du grenier.


Antennes particulières, souvent appelées "antennes miracles":

Je mets en garde les lecteurs sur le fait que ces antennes ne sont pas révolutionnaires, ni miraculeuses, et qu'elles ne remplaceront jamais les antennes traditionnelles. Curieux comme tout radioamateur, j'ai lu beaucoup sur ces antennes, et j'ai voulu savoir par moi-même ce qu'elles valaient et quelle était leur position en rendement par rapport aux antennes traditionnelles.

Il ne faut surtout pas prendre ces antennes pour référence, ne les réaliser que si vraiment on ne peut pas installer d'autres antennes plus traditionnelles. "Mieux vaut une petite antenne que pas d'antenne du tout !".

Antenne Isotron pour espaces restreints:

Il n'est pas question ici d'essayer d'expliquer la théorie de fonctionnement de ce type d'antennes, mais de présenter une réalisation personnelle qui fonctionne plus ou moins correctement, d'analyser les résultats et de donner des explications pour que chacun puisse facilement réaliser une telle antenne, avec le minimum de moyens.

Depuis longtemps, je connaissais les antennes à boucle magnétique, et c'est en voulant me documenter sur ce type d'antenne que je suis "tombé" sur le site de F5IXU. Il y a bien sûr la description d'une antenne de ce type, mais j'y ai trouvé beaucoup plus intéressant, une antenne monobande pour espaces réduits qui se règle une fois pour toutes dans la bande considérée et qui fonctionne avec un rendement "supposé" meilleur que la boucle magnétique. On dit que l'efficacité de cette antenne serait celle d'un dipôle. Avec les nombreux liens présents sur le site de Martial, j'ai pu me faire une idée toute théorique de cette antenne, idée certainement faussée par l'enthousiasme optimiste de tous les possesseurs de ce type d'antenne. C'est pourquoi j'ai voulu en avoir le coeur net, et réaliser mon propre prototype.
Mon choix s'est porté sur le modèle le plus simple, celui qui n'a qu'un circuit LC sans couplage et sans réseau de déphasage (type antenne EH). Ce sera donc une "Isotron" (du nom des premières antennes commerciales de ce type ). On verra plus tard si les réseaux de déphasage (voir théorie et démonstrations) apportent quelque chose de plus (le signal n'est-il pas déjà déphasé dans la self unique de l'Isotron ?).
La bande 10 MHz fût choisie pour plusiseurs raisons. Elle n'est pas autant affectée par de grandes et rapides fluctuations de propagation comme les bandes supérieures, ce qui fausse les comparaisons. On y contacte pas mal de stations françaises, et en plus j'ai un dipôle de comparaison.

La réalisation d'une telle antenne est extrèmement simple, mais sa mise au point, si elle est facile lorsqu'on possède un analyseur d'antenne, est un peu plus laborieuse si on ne possède qu'un Tos'mètre et un émetteur bridé sur les bandes amateurs.

Réalisation de l'antenne. Il faut un tube PVC gris de diamètre 32 mm et de 1 mètre de long. La self sera réalisée avec du fil électrique gainé de 2,5 mm carré. Les deux disques seront découpés dans une tôle d'alu et font 20 cm de diamètre. On peut remplacer l'alu par d'autres disques comme les couvercles de plats pour la cuisine par exemple, les dimensions n'étant pas très critiques, mais il faut essayer de conserver le rapport entre diamètre des disques et leur écartement, qui est de 1. Les disques seront percés d'un trou de 32 mm et collés sur des manchons PVC 32/40mm, et enfilés sur le tube. Les manchons seront maintenus en place par deux petites vis de blocage. Tout ce matériel se trouve en grandes surfaces (sauf l'embase coaxiale), à des prix très modiques.
Je ne détaillerai pas le montage ici, les photos étant assez explicites pour montrer la réalisation. Il faut pourtant savoir qu'il est plus facile de souder un morceau de fil électrique sur le plot central de l'embase coaxiale, de faire passer ce fil dans les trous, de fixer l'embase coaxiale au moyen de vis "grower", puis de raccorder, par soudure, ce fil au fil de la self. Le fil de masse, qui est relié au disque supérieur, est soudé sur une cosse fixée sur l'embase. Pour rejoindre le disque, il passe au milieu du tube PVC. Il est avantageux de bien le faire monter vers le disque par le centre du tube, pour qu'il ne soit pas trop près de la self. Pour ce faire, utiliser un petit tube de plastique ou de carbone (comme il y en a sur les cerf-volants, on les trouve au rayon modélisme), qu'on maintient à force au centre du tube PVC par deux rondelles découpées dans de la mousse.
La réalisation de l'antenne étant terminée, il va falloir la régler. Pour ce faire, il est judicieux de l'installer à son endroit définitif, car l'environnement influe énormément sur les réglages.
Cliquer pour agrandir
Réglage de l'antenne. Dans tous les cas, l'appareil de mesure doit être inséré au plus près de l'antenne, directement sur la prise coaxiale de l'antenne. Proscrire tout câble pendant les réglages.
Si on possède un analyseur d'antenne tel que l'Antan ou le MFJ259, c'est qu'on sait s'en servir, et il faut ajuster le nombre de spires (de la self d'antenne et non pas du câble coaxial, hi !) jusqu'à ne plus avoir de composantes réactives, avec une résistance de rayonnement entre 30 et 50 ohms, et ceci au centre de la bande 10 MHz. Avec un "pont de bruit", même procédure ! Avec un Tos'mètre, si l'émetteur est débridé (c'est-à-dire qu'il peut émettre sur tout le spectre des ondes courtes), passer à la puissance la plus faible, et chercher la fréquence de résonnance de l'antenne (Tos minimum). En fonction de cette fréquence trouvée, corriger en augmentant ou en diminuant le nombre de spires. On peut ensuite affiner en déplaçant légèrement le disque supérieur pour augmenter ou diminuer la capacité inter-disques. On doit pouvoir régler au minimum de Tos sur le centre de la bande. Ne plus retoucher, la bande passante est largement suffisante pour couvrir l'intégralité de la bande des 10 MHz (par exemple 1,2 au centre, et 1,4 en extrémité, chez moi).
Pour éviter au câble coaxial de rayonner, une self de choc pourra être insérée directement après l'antenne. Cette self sera idéalement constituée de quelques tours de câble coaxial (voir photo ci-dessus).

Après le raccordement définitif de la self de choc et du câble coaxial d'alimentation, on branche l'analyseur d'antenne à la place de l'émetteur. A ce moment-là, on pourra constater l'apparition d'une composante réactive (la fréquence de résonnance ne doit pas bouger et toujours se trouver à l'intérieur de la bande considérée). Cette composante réactive est due à la présence du câble et fonction de sa longueur, car l'impédance propre de l'antenne se situe souvent plus près de 30 ohms que de 50 ohms. Cela se traduit par un ROS plus ou moins élevé, qui risque de réduire la puissance d'émission (protection interne de l'émetteur). On insèrera donc avantageusement une boite de couplage, pour assurer le transfert maximum d'énergie.

Un dernier mot: telle qu'elle est représentée ici, cette antenne ne convient pas pour l'extérieur. Les intempéries auraient raison d'elle et perturberaient les réglages.

Résultats et conclusions. Après presqu'un an d'utilisation, les résultats sont sans appel ! Comparée à mon dipôle monobande non raccourci pour le 10 MHz (démonté depuis, comme l'antenne Isotron d'ailleurs), l'antenne Isotron perd en moyenne 2 à 3 points S par rapport au dipôle sur les stations proches. Sur les stations situées entre 1500 et 3000 km, la différence n'est plus que de 1 à 2 points S en moyenne. Pour les stations situées à plus de 3000 km, les reports sont souvent identiques et parfois même légèrement en faveur de l'antenne Isotron. Ceci amène une remarque: j'ai précisé "en moyenne", car, pouvant commuter instantanément d'une antenne à l'autre, il arrivait qu'à des moments la différence était plus grande et puis, trente secondes plus tard, il n'y avait plus de différence, ou même les rapports étaient inversés (surtout à moyenne distance). Ceci démontre bien la diversité d'espace de la réception, ce qui a été mis depuis bien longtemps à profit par les professionnels pour diminuer le QSB (fading) à la réception, par l'utilisation simultanée de deux antennes séparées.
J'ai procédé à des mesures de champs sur cette antenne, et je me suis rendu compte que le maximum de champ se trouvait, à distance égale, sur un plan parallèle aux deux disques, passant par le centre de symétrie des disques. Il n'y avait pratiquement pas de rayonnement vers le zénit. Ce qui explique les résultats obtenus lors des liaisons. En plus, j'ai constaté que le rayonnement dans le plan horizontal était maximum quand l'écartement entre les disques était égal à leur diamètre. Cette antenne fonctionnerait-elle comme une antenne EH ? Les champs E (électrique) et H (magnétique) seraient-ils émis en phase, grâce à un déphasage correct à la résonnance, simplement du à la self ? Ce n'est qu'une supposition de ma part.

Les mesures de champ ont été effectués à proximité immédiate de l'antenne, et ont montré un rayonnement initial maximum à 0 degrés d'élévation. Il va de soi que plus l'antenne sera dégagée du sol, plus le rayonnement recombiné à plusieurs longueur d'ondes sera proche de l'horizon. Et inversement, plus l'antenne sera proche du sol, plus le rayonnement sera dirigé vers le haut. Comme pour toutes les antennes, le trafic DX sera favorisé par une antenne bien dégagée !

Pour l'anecdote, un radioamateur de mes amis, m'a certifié que ce genre d'antenne ne fonctionnait pas mieux qu'une antenne normale très raccourcie. Comme je ne suis pas un grand théoricien, et que je ne jure que par l'expérimentation, l'essai fût vite mené. L'antenne Isotron mesurant 50 cm de haut, je l'ai remplacé par une tige télescopique de 50 cm avec une self de compensation à la base, et un plan de masse constitué d'un radian de 7,5 mètres. Le rendement ne devait pas dépasser 2 % ! Antenne accordée, la bande passante n'était que de 10 KHz (déjà un mauvais point). Quand j'ai fait les essais de comparaison avec mon dipôle, il n'y avait pas photo. On avait beaucoup de mal à m'entendre avec l'antenne télescopique, et de mon côté, la bande était bien silencieuse!

Ma conclusion est que cette antenne est un bon compromis pour tous les radioamateurs qui n'ont pas la place pour monter une antenne plus grande. Jusqu'à présent il n'y avait que les boucles magnétiques. Mais celles-ci ont une bande passante extrêmement faible. En plus une télécommande est nécessaire. L'antenne Isotron "semble" avoir un rendement un peu supérieur, et sa bande passante large ne nécessite plus de retouche. Et pour plus d'efficacité, vu qu'elle semble rayonner vers l'horizon, il serait intéressant (pour ceux qui le peuvent) de la dégager le plus possible, en la protégeant des intempéries par un recouvrement avec un tube en fibre de verre, par exemple.
Au risque de me répéter, j'insiste bien sur le fait que ce type d'antenne ne remplacera en aucun cas un dipôle bien dégagé (et à plus forte raison une beam), mais permet à celui qui n'a vraiment pas de place, ou qui a des problèmes de voisinage, de faire des qso avec des reports raisonnables.

L'antenne Isotron, utilisée pour les essais sur 30 mètres, a été modifiée pour la bande des 20 mètres.

Les résultats sont toujours conformes à la version précédente, et de nombreux QSO ont pu être effectués avec cette antenne, toujours placée dans le grenier. Et pour preuve que le DX fonctionne bien avec cette antenne... QSO BLU avec JA1CG le 10.07.04 à 17h17 TU, puis avec 7J2YAF à 17h36 TU, puissance 100 watts ! Puis plus tard dans la soirée, la liste s'est allongée avec JA7NVF, 3V8ST, VE3AT, VE1JX, N4UH, etc...( il faut dire que c'était pendant le contest "IARU HF Championship", et que la performance est surtout à mettre du côté des stations DX, hyper équipées pour ce cas. Hors contest, vous ferez rarement des QSO DX).

La seule modification pour passer de la version 30 mètres à la version 20 mètres, a été de réduire le nombre de spires (voir photo ci-contre). Il est maintenant de 38 spires jointives, avec le même fil de 2,5mm carré sous gaine plastique. Cette modification a été effectuée facilement grâce à l'analyseur d'antennes ANTAN

Pour plus de détails sur les antennes pour espaces restreints, allez jeter un coup d'oeil sur le site de F5IXU, qui a pas mal bricolé et expérimenté ces antennes, ainsi que les cadres magnétiques et les antennes EH. On y trouve des instructions de montage, ainsi que des liens sur la théorie et sur la pratique de ce type d'antennes. Mais attention à l'enthousiasme souvent exagéré !


Antenne multibande type G5IJ:

Etant un peu déçu par mes différentes déconvenues dans les réalisations d'antennes multibandes pas trop encombrantes, j'ai pensé aux antennes dont on vante les mérites dans les publicités présentes dans de nombreuses revues radioamateur. Il y a bien le fameux "balun magnétique", qui n'a rien d'un balun (BALanced-UNbalanced) puisque c'est un simple transformateur abaisseur d'impédance, la plupart du temps dans un rapport de 9 à 1, permettant à des boites de couplage automatiques de se régler dans une plage relativement restreinte.
Mais il y aussi ces antennes dont le concepteur certifie, en prenant bien soin de camoufler sa réalisation dans un bloc de résine inviolable, que ce n'est pas un "balun magnétique", et que le rendement est bien supérieur (sic). Mais que peut-il y avoir de si secret dans ces boites ?
Alors dans ma quête, je suis tombé sur un article paru dans la revue "QRP-Report 2/2003", et qui décrit l'antenne G5IJ. Curieux, j'ai fait une recherche sur le Net, et je n'ai trouvé qu'une seule page parlant de cette antenne. Ce concept ne semble donc pas très connu.
En fait, l'important n'est pas l'antenne, car le (ou les) brin (s) rayonnant (s) peuvent être, comme nous allons le voir, de différents types (avec des rendements différents), mais le système d'adaptation. Bien sûr, il peut exister d'autres systèmes d'adaptation plus ou moins performants, mais celui-ci, après essais, m'a paru très intéressant, et relativement efficace. Il n'en reste pas moins un transformateur d'impédance à deux sorties en phase.

Voici donc la description de cette antenne, et les résultats de mes différents essais. Cela peut être une très bonne base de départ pour bricoler soi-même une antenne facile à réaliser, pas chère et s'adaptant à toutes les situations d'espace.
Pour les essais, il est recommandé (mais pas nécessaire) d'avoir un bon analyseur d'antenne. L'Antan fera très bien l'affaire.

Commençons par la réalisation du transformateur (voir le schéma ci-dessous).
Prendre un tore de fer type T200-2 ou mieux T220-2. D'autres types peuvent très bien convenir, mais je n'ai pas fait les essais. Je pense que si on veut vraiment une antenne large bande, il serait plus judicieux d'utiliser une tore de ferrite, plus adapté, et de réduire le nombre de spires de chaque enroulement à cause de la plus grande perméabilité de la ferrite. Moins de capacité parasite inter spires qui limitait la bande passante vers les fréquences les plus élevées.
On démarre avec les deux enroulements du secondaire. 5 mètres de fil de cuivre émaillé de 0,8 ou 1 mm feront l'affaire. Séparer ce fil en deux parties et relier ensemble deux extrémités en les soudant. Torsader légèrement les fils (une torsade tous les deux à cinq centimètres), puis bobiner 27 spires sur la totalité du tore (voir cliché 1). Faire tenir cet enroulement avec de petits rylsans.
L'enroulement primaire est réalisé avec le câble coaxial d'alimentation. Prendre une longueur de 5 mètres de RG58. A 1,2 mètres d'une des extrémités enlever proprement la gaine plastique sur une longueur de 1,5 cm (cliché 2). Appliquer la partie du câble dénudée sur le début de l'enroulement secondaire, et y souder ce début (cliché 3).
Bobiner ensuite ces 1,2 m, dans le même sens que l'enroulement secondaire, avec le plus de spires possible. Il est possible d'en placer au moins 13. Couper le restant, dénuder gaine plastique et gaine métallique, pour ne laisser subsister que le conducteur central. Souder celui-ci sur la gaine dénudée (cliché 4). Attention à ce que la gaine ne fasse pas de faut-contact à ce niveau. Elle doit rester "en l'air". Consolider le tout avec des rylsans (cliché 5).
Votre transformateur est terminé. D'un côté, il y a les deux fils du secondaire (2 sorties en phase). De l'autre, le câble coaxial d'alimentation. Placer le tout dans une boite étanche. Et il n'y a plus qu'à faire les essais avec différents types d'antennes.
Cette antenne est capable de couvrir, quel que soit le type de brin rayonnant, et quelle que soit sa longueur, toutes les bandes amateurs de 1,6 à 30 MHz (si utilisation d'un tore de ferrite en matériau 43, avec un tore en fer la bande passante se réduit et il y a trop de pertes dans le tore). Certaines bandes peuvent être utilisées sans, mais un coupleur d'antenne est fortement recommandé.
Mais il va de soi que plus la (ou les) longueur (s) des brins rayonnants seront grandes, plus faibles seront les pertes dans le tore et meilleur sera le rendement sur les bandes basses.

Un bon conseil, il faut essayer différentes configurations. Mais je vais vous faire part de mes propres essais. Tout d'abord un fil unique horizontal (Ant1 avec S1 et S2 court-circuités) de 23m, tendu à à 8 m au-dessus du sol. L'analyseur d'antenne branché directement sur le câble coaxial, sans aucun coupleur d'antenne, indiquait un ROS inférieur à 1/2,5 sur 80m, 40m, 20m et 10m. Donc trafic possible sur ces bandes sans boite de couplage, malgré le ROS un peu élevé.

L'antenne 2 (cliché 7) est une variante de la première (Ant2 avec S1 et S2 court-circuités). 20m de fil 1,5mm gainé, enroulés sur un tube PVC de 2,50 mètres de long et de 35mm de diamètre. Placée verticalement au-dessus du toit de ma maison, les constatations ont été les mêmes que l'antenne précédente, sauf pour la bande des 80m. Trafic possible sur 40m, 20m et 10m sans boite de couplage. Bons résultas sur 20 et 10m. Moins bons sur 40m, l'antenne étant relativement courte (physiquement parlant). A réserver aux bandes supérieures.
Des essais ont été effectués avec une canne à pêche télescopique (verticale) de 7 mètres de long, et un fil 1,5mm gainé de 7,50 m de long, enroulé autour de la canne (cliché 8). Le rendement s'est amélioré sur 40 m, notament en DX. Bonne antenne pour les bandes supérieures.

L'antenne 3 (Ant3 avec S1 et S2 court-circuités) est une autre variante raccourcie, avec self au centre et chapeau capacitif. Non testée.

L'antenne 4 (Ant4) est une longueur de 23 mètres de "twin-leed" 300 ohms. les deux brins sont alimentés en phase et l'extrémité est ouverte. L'antenne 5 (Ant5) est identique sauf que les extrémités sont reliées. Résultats idem à l'antenne 1, avec peut-être un meilleur rendement. Comme je n'ai pas pu comparer en même temps l'antenne 1 aux antennes 4 et 5, c'est difficile à dire. En tous cas, de tous mes essais, c'est l'antenne qui semble fonctionner le mieux sur les bandes basses

L'antenne 6 (Ant6) n'a pas été essayée, mais elle se rapproche d'une antenne française bien connue du commerce. Deux brins de 7 mètres de long, légèrement espacés en "V", avec des selfs intermédiaires. A essayer. Devrait donner des résultats honorables.

Conclusion: Cette antenne est un bon compromis, sans plus. Il y a possibilité de travailler sur certaines bandes sans coupleur, mais ce dernier est fortement recommandé , car il permet de ramener le ROS à une valeur inférieure à 1/1,7, et ce sur la quasi totalité des bandes amateurs. Idéal pour un transceiver avec boite de couplage intégrée. D'une construction facile et pas chère, cette antenne peut faire l'affaire dans des endroits avec peu de place, en vacances, en portable, etc... Mais en aucun cas elle ne doit remplacer une antenne classique, si la place existe !
En effet, les résultats sont légèrement inférieurs (en moyenne -6db) à ceux d'un dipôle monobande ou d'une verticale demi-onde, et également inférieurs (en moyenne -3db) par rapport aux mêmes antennes (Ant1 ... 6) avec boite de couplage à la base de l'antenne, en remplacement du transformateur d'impédance. Mais il faut comparer, bien sûr, les avantages et les inconvénients. Une boite de couplage placée directement à la base d'une antenne est difficilement manoeuvrable en permanence, à moins d'être automatique et étanche, mais là c'est plus cher ! Et par rapport aux antennes Isotron et autres boucles magnétiques, me demanderez-vous ? Eh bien, l'antenne G5IJ est supérieure dans tous les cas !


Antenne très large bande (charge résistive plus fil):

Voici maintenant une antenne qui sort un peu du cadre "sérieux" de cet article (figure 2), mais vu les résultats obtenus, il fallait la présenter. Contrairement aux antennes précédentes, celle-ci est multi-bandes, facile à réaliser, et va certainement faire douter certains ! Mais elle fonctionne, au moins tout aussi bien qu'une antenne à "balun magnéto-miracle" (le terme "balun magnétique", utilisé dans les publicités, est impropre). Elle peut donner d'excellents résultats comme elle peut en décevoir certains. On ne peut pas la comparer à un dipôle, le gain sera toujours inférieur, mais elle permet d'établir des liaisons de secours sur n'importe quelle fréquence dans un spectre très large. La fréquence la plus basse à utiliser détermine les dimensions de l'antenne. La formule est 100 / f (f étant la fréquence la plus basse, en megahertz, où l'antenne peut donner des résultats acceptables). Le tableau n° 1 donne les dimensions suivant les bandes à couvrir. Le fonctionnement n'a rien de classique. La bande passante extrèmement large est due au fait que la résistance de rayonnement de l'antenne est déterminée en grande partie par la résistance de 200 ohms, et que les brins du dipôle ne sont pas résonnants. C'est donc une antenne apériodique. Pour adapter l'antenne au câble coaxial, on utilise un transformateur-symétriseur de rapport 1:4. Celui-ci peut être un balun du commerce, ou alors réalisé simplement en câble coaxial, comme expliqué sur la figure n° 3. J'ai eu personnellement des résultats variables suivant les bandes. J'ai pu effectuer des QSO, même en petite puissance (5 watts), mais les reports étaient toujours inférieurs à mes antennes quart ou demi-onde. Quelques fois les diférences étaient minimes, d'autres fois très importantes. La résistance de 200 ohms absorbe une partie de l'énergie envoyée par l'émetteur. Il faut donc la réaliser en fonction de la puissance utilisée. Vingt-quatre résistance de 4700 ohms / 2 watts branchées et soudées en parallèle (au plus court) feront très bien l'affaire pour un émetteur de 100 watts. Alors, expérimentez et faites connaître vos résultats.

Bandes couvertes (m) Longueur totale (m)
160 à 40 56
80 à 20 29
40 à 10 14,5
20 à 6 7,15
Tableau 1: longueur totale en mètres du dipôle apériodique, en fonction des gammes d'onde à couvrir.