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.

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, 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 !

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.

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 23 m, 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 3 (Ant3 avec S1 et S2 court-circuités) est une autre variante raccourcie, avec self au centre et chapeau capacitif. Non testée. Devrait, à longueur égale, être meilleure que l'antenne 2.

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 (en plus, près de l'émetteur ou intégré à celui-ci), 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 accordée, 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 !