Antennes courtes pour 160 metres

[VE2LH Sylvain]

Merci à tous!
Pierre:
''En comparaison, un doublet demi-λ calculé pour 1,745 MHz et monté à 30 pieds de hauteur:
Impédance de 38.04 + J 0.7756 ohms
ROS 1,32:1 dans 50 Ω
Efficacité 25.8% (-5.9 dB) mais le patron de radiation est dirigé à la verticale...''
Je ne pige pas. Sur Eznec j'ai Zin de 2-3 ohms pour le même type d'antenne. As-tu une explication?

Jacques:
Oui je connais NVIS. Il n'y a pas de doutes que la dipole basse sera meilleure pour la couverture régionale.
 Ici je n'utilise que de vieux appareils. C'est mon dada. Alors je n'utilise pas de boîte de raccord automatique.
En passant le FT-One se défend pas mal en RX par rapport à un FT-1000  Autre sujet ...
Merci pour le lien sur la propagation je vais aller faire un tour.

Bref, je vais choisir une horizontale. Mais ma simulation de l'antenne me donne un Zin beaucoup plus faible que la simulation de Pierre(?)
 On va probablement installer ça quand on aura le temps: entre Noël et le jour de l'an. Lorsqu'il fera frette ... comme toujours!
73 et au plaisir!
Sylvain

[VE2PID Pierre]

Mais ma simulation de l'antenne me donne un Zin beaucoup plus faible que la simulation de Pierre
j'ai Zin de 2-3 ohms pour le même type d'antenne. As-tu une explication?

Sylvain, pour l'explication, il faudrait que je voie le fichier ez qui te donne ces résultats. Envoie-le moi en courriel. Probablement une erreur d'entrée.
Je t'envoie à mon tour le fichier ez corespondant au doublet 160 mètres donnant le 38 Ω..

[VE9MDB Matthieu]

Selon Fiedler et Farmer, (ceux qui ont décrit en 96 leurs expériences en mode NVIS) une hauteur de 0.15 Lambda est le meilleur compromis

Une autre façon de voir ce qui se passe: 0,15-λ n'est pas loin en général de la frontière au-delà de laquelle le lobe principal commence à s'incliner vers l'horizon. Peut-être est-ce une partie de l'explication... ?

En reprenant l'exemple particulier du dipôle mentionné plus haut résonnant à 1,845 Mhz, cela se produit à 0,22-λ:
 
Hauteur de 0,15-λ: lobe principal à la verticale (90º) Efficacité de 72%
Hauteur de 0,22-λ: lobe principal légèrement plus bas (89º) Efficacité de 82%

Une contrainte cependant: Pour satisfaire le 0,15-λ à la fréquence de 1,845 MHz, il faut que l'antenne soit montée à 80 pieds de hauteur... Chanceux ceux qui peuvent installer une antenne de 258 pieds de longueur et en plus à une telle hauteur...   

Eh bien, est-ce 258 pieds total ? Parce que je pensais justement à faire ce petit défi à 80 pieds... tendre une slope entre 2 édifices à une hauteur de 80 pieds ... ça peut donner du résultat?  Encore mieux, je peux monter jusqu'à 120 pieds si je monte jusqu'en haut de la tour qui est située sur l'édifice de 80 pieds dont je parle... 

[VE2PID Pierre]

Eh bien, est-ce 258 pieds total ?

Bonsoir Matthieu,

C'est bien 258 pieds et 2 pouces au total. Tu coupes au centre à 129 pieds pour ton point d'alimentation avec balun 1:1 pour le coax.. c'est préférable. Pour une hauteur de 80 pieds, l'antenne va résonner à 1,83 MHz (ROS 1,15). C'est valable pour du fil #12, mais ce n'est pas obligatoire que ce soit exactement ce calibre.

Plus tu monteras l'antenne ''haute'', meilleure sera son efficacité. Le sol s'éloigne alors et il y aura moins de pertes. Montée à 80 pieds, elle a une efficacité de 72% et elle irradie encore à la verticale, excellent pour le NVIS. Si tu la montes en V (slope), ça change légèrement l'impédance.

Pour une hauteur de 120 pieds, l'efficacité est encore meilleure... 83 % et elle continue à irradier à la verticale NVIS.

[VE9MDB Matthieu]

Qu'est-ce qui se passerait si  ...

Je fais un V inversé ...  avec la partie centrale à 120 pieds (40 pieds au dessus de l'édifice) avec les pointes du V à 80 pieds (sur les pointes du V)  et que l'angle de séparation entre les deux segments soit de 90 degrés?
Est-ce que l'édifice risque de jouer sur l'angle de propagation ou cette angle va toujours jouer avec le plan de sol situé sous l'édifice?

Les dimensions que tu me donnes sont très raisonnable pour l'espace que j'ai à jouer dedans.
Je pensais dans le futur à installer une station HF à notre radio-club VE9UDM.
Nous avons un bel espace sur le toit et la tour fait quand même 40 pieds par dessus l'édifice.  Il y a une antenne de transmission FM sur le long de la tour en descendant mais rien encore en haut (éventuellement une antenne VHF/UHF dans les 5 prochains jours).

[VE2AVV Rémy]

Bon matin Pierre.

Ça concorde donc assez bien. Il y a un maximum entre .12 et .17 λ

Cependant, l'efficacité et le gain sont, à mon avis, deux variables indépendantes l'une de l'autre. Un faisceau mince ou une sphère comme patrons d'antenne ne sont que deux dispositions du champ EM et le sol absorbera la même quantité d'énergie pour une même hauteur, il me semble. Autrement dit, une antenne avec un très fort gain et une autre avec un gain proche de 0 peuvent avoir la même efficacité.

C'est exact mais si l'antenne est constituée d'un élément résistif comme réflecteur, soit le sol ?

Alors, le gain de l'antenne sera modifié par cette perte résistive et le gain diminuera. L'efficacité de l'antenne sera aussi réduite.

Si on suppose que le sol est un parfait réflecteur alors il devrait se comparer au réflecteur d'un Yagi 2 éléments vertical.

Pour ce qui est de la suggestion du réflecteur syntonisé et piloté, je verrais une sorte de "Ray Beam" avec 2 éléments
pilotés, installé à la verticale avec un des 2 éléments à 6 pieds de hauteur et l'autre à environ 50 pieds.

Cette antenne devrait tirer vers le ciel et la perte dans le sol serait compensée par l'élément réflecteur du bas.

De plus, la configuration "Ray Beam" utilise une distance très faible entre les deux éléments pilotés ( 0,05 lambda ).
On l'appelle aussi "ZL spécial" dans certains ouvrages. On joue sur le déphasage entre les deux éléments pour obtenir le gain maximum.

Voici la référence du gain pour un yagi 2 éléments, voir Antenna Book ARRL 1974, page 146.
Surement dans des éditions plus récentes aussi hi!
Voici le graphique numérisé:



73, Rémy

[VA2JOT Jacques]

Est-ce que l'édifice risque de jouer sur l'angle de propagation ou cette angle va toujours jouer avec le plan de sol situé sous l'édifice? La toiture de l'édifice est soit une structure d'acier ou une dalle de béton armé. Dans les deux cas, elle aura certainement un effet car elle va agir comme plan réflecteur immédiat (Near field). Reste à savoir quelle est son facteur d'"étanchéité" au RF et son étendue.

On peut présumer sans trop de risque que la toiture va servir en partie de  plan réflecteur et que le reste subira les effets des autres objets qui sont en dehors du plan de l'immeuble en question. Que ce soit le sol ou d'autres immeubles.

Pour un V inversé, chose certaine, tu auras un champ de "vision" dégagé pour la partie verticale de la radiation. Aussi, on peut imaginer que la toiture va absorber passablement moins d'énergie que le ferait le sol. Le métal de la structure ou de l'armature va agir comme des radiales non résonnates.

Si tu manques d'espace aux extrémités de l'antenne, tu peux revenir vers la tour à l'horizontale en autant que tu conserves assez de dégagement du toit pour ne pas décapiter quelqu'un et aussi, empêcher que la présence d'eau ou de neige sur le toit ne fasse varier la capacitance des extrémités ce qui affecterait la fréquence de résonnance.

Cette section doit être très stable justement pour ne pas causer de fluctiations sous l'effet du vent. Un dégagement minimum de 8 à 10 pieds du sol (toit) est recommandé. Plus haut est encore mieux.

Wéla!

[VE2PID Pierre]

Bonjour Rémy,

Je ne trouve pas le graphique en question dans mon Antenna Book 19 ième édition.. Dans ton édition, ce serait dans quel chapitre?
Et pourquoi 2 courbes? Je n'en saisis pas le sens exact de la distinction réflecteur/directeur dans ce graphique.

je verrais une sorte de "Ray Beam" avec 2 éléments pilotés, installé à la verticale avec un des 2 éléments à 6 pieds de hauteur et l'autre à environ 50 pieds.

Même si le sujet concerne les ''Antennes courtes pour le 160 m''  , je vais faire des calculs (un moment donné...) et afficher les résultats pour voir l'effet d'un parasite réflecteur.

Ceci afin de voir l'effet sur le gain, l'efficacité etc. Pour ce qui est de la pertinence de montages aussi ''monstrueux'' en vue d'utilisation locale (QSOs à l'intérieur du Québec), c'est autre chose. La propagation en mode NVIS utilise surtout la couche F2 qui n'est actuellement qu'à 228 km au-dessus de Sherbrooke (280 km en début de soirée). Des gains importants ne sont probablement pas requis.

[VE2AVV Rémy]

Salut Pierre.

Il s'agit de l'analyse d'un yagi 2 éléments.

Il y a deux configurations utilisées.
La première est avec un réflecteur et un élément piloté et la deuxième avec un élément piloté et un directeur.

Vient ensuite le yagi 3 éléments avec les deux types combinés.

Le chapitre est le numéro 4 et il s'intitule "Multielement Directive Arrays".

Je crois qu'il serait intéressant de simuler un réflecteur environ 5% plus longue que le dipôle radiant et situé à environ 2 mètres du sol. C'est plus simple que de le piloter.

L'élément radiant pourrait être à environ 20 mètres, ce qui correspond un peu à ce qu'on peut retrouver dans des installations typiques.

De plus, le dipôle a plutôt l'allure d'un V inversé.

73 et merci pour les simulations Pierre.

Rémy

[VE9MDB Matthieu]

La toiture de l'édifice est soit une structure d'acier ou une dalle de béton armé. Dans les deux cas, elle aura certainement un effet car elle va agir comme plan réflecteur immédiat (Near field). Reste à savoir quelle est son facteur d'"étanchéité" au RF et son étendue.

Cette section doit être très stable justement pour ne pas causer de fluctiations sous l'effet du vent. Un dégagement minimum de 8 à 10 pieds du sol (toit) est recommandé. Plus haut est encore mieux.

Eh bien, le toit immédiat est fait de gravat suivi d'une couche de goudron ... suivi de planches de bois ... et environ 6 pieds plus bas (sous le toit) se trouve une dalle de béton de 4 à 6 pouces.  Il y a très peu de structures d'acier. L'édifice est presque fait entièrement de briques. Il s'agit d'un ancien couvent construit dans les années 1930 - 1940.

Il ne manquera pas d'espace non plus pour poser quelques antennes que ce soit parce que l'édifice est très long ... et assez large. Il est fait en forme de T sur la partie où se trouve la tour.  Le centre de la barre du "T" est l'emplacement où est situé la tour.  Ca te donne donc un bon exemple sur les possibilités qui s'offrent.  Je n'ai pas mesuré l'édifice mais j'ai les plans.. il suffit de vérifier. La longue section du "T" est direction EST-OUEST puis la petite barre du "T" est NORD-SUD.

En tout cas, ca promet... alors je vous tiens au courrant si on se procure une HF bientôt.  Il y a longtemps que je n'ai pas tenté l'expérience HF.

À bientôt,
73

[VE2PID Pierre]

de Rémy: Je crois qu'il serait intéressant de simuler une radiale * environ 5% plus longue que le dipôle radiant et situé à environ 2 mètres du sol. C'est plus simple que de le piloter... L'élément radiant pourrait être à environ 20 mètres, ce qui correspond un peu à ce qu'on peut retrouver dans des installations typiques. ....

Voici ce que ça donne: Un dipôle résonnant à 1,845 MHz et monté à 20 mètres du sol aura les propriétés suivantes:

Z=49,42 + J 0,1774 Ω (ROS de 1,01:1 dans 50 Ω).
La longueur doit être de 78,175 mètres et il est fait de fil de cuivre calibre #12.
L'efficacité est alors de 64,3% au-dessus d'un sol moyen (0,005,13).
---
Et en ajoutant un réflecteur non alimenté à 2 mètres du sol selon la suggestion de Rémy:

Z=39.73 + J 0.646 Ω (ROS de 1,26:1 dans 50 Ω)
La longueur du pilote doit être 78,219 mètres, et celle du réflecteur de  82,122 mètres.
L'efficacité passe alors à 73,2%.

... soit 9% de plus. Le réflecteur réduit donc de manière significative les pertes de sol. C'est donc une excellente suggestion, étant donné la relative facilité de la modification.

* Au sujet du terme ''radiale'', j'ai un peu, beaucoup  de difficulté à l'utiliser pour ce montage. J'interprète le terme radiale (venant de radius, rayon en latin) comme une disposition en rayons de contrepoids autour de la base d'une verticale. Ici, c'est un simple fil parallèle au pilote... si j'ai bien compris ce que Rémy suggérait. Alors c'est finalement une Yagi à flèche verticale, et le terme 'réflecteur' me semble plus approprié pour désigner l'ajout de fil à 2 mètres du sol... 

[VE2AVV Rémy]

Merci Pierre pour l'analyse.

J'avais déjà changé le terme radiale pour réflecteur il y a une heure hi!
Évidemment c'était une erreur et en me relisant j'ai fait la correction.

Il s'agit bien d'un réflecteur d'environ 5% plus long que l'élément radiant.

Si le sol n'est pas très bon, alors l'effet de l'ajout du réflecteur doit être encore plus évident.

73, Rémy

[VE2PID Pierre]

Si le sol n'est pas très bon, alors l'ajout du réflecteur doit être encore plus évident.

Effectivement. En reprenant l'exercice pour un sol extrêmement pauvre (0,001,3), les valeurs d'efficacité sont de 52,7% et de 65,2% ... différence de 12,5% !

À l'autre extrême, avec un sol très riche de type agricole (0,303,20), ça donne 78,1% et 82,1% donc 4% d'amélioration seulement.