Antenna Matching

[VA2BQ Martin]

Bonjour,

Je me posais une question relative au point d'adaptation (matching) sur les antennes de type Yagi.

Il existe différents modèles de match pour des Yagi VHF tels que Gamma, T, Delta, etc.

Quels sont les avantages et les inconvénients de prendre un match ou l'autre et lequel est le plus simple à réaliser ??

Merci,

Martin VE2BQA

[VE2PID Pierre]

Quels sont les avantages et les inconvénients de prendre un match ou l'autre et lequel est le plus simple à réaliser ??

Salut Martin,

Je ne peux répondre à ta question car je ne vois pas toujours l'utilité d'un 'match'. J'ai déjà demandé sur ce forum et ailleurs que l'on m'explique en quoi un match est essentiel avec une Yagi, mais je n'ai jamais eu de réponse satisfaisante.. Mes conclusions:

- Historiquement, les premières Yagi avaient une impédance plus basse que les lignes coaxiales normales. Il fallait donc ajuster en conséquence et les différents types de 'matchs' furent utilisés. Maintenant, on est arrivé avec l'informatique à obtenir des Yagis dont l'impédance est voisine de 50 Ω. Il n'est donc plus nécessaire  d'ajouter cet accessoire encombrant.

- Autre explication: Les antennes vendues dans le commerce ou décrites dans les bouquins sont obligatoirement 'générales' dans le sens qu'elles ne tiennent pas compte de la hauteur finale ni de la fréquence à privilégier (impossible à savoir si on ne connait pas le lecteur ou le client et son environnement). Les fabricants ou concepteurs prévoient donc en plus un match pour l'ajustement final. Mais un bricoleur ayant accès à NEC peut corriger autrement et se passer de match.

- J'ai aussi vu l'argument du 'DC Ground' à savoir que l'ensemble de l'antenne devait être au même potentiel DC que le sol afin d'éviter l'accumulation d'électricité statique. Mais là encore, il suffit d'ajouter un balun-étrangleur (choke) 1:1 qui donne automatiquement (sauf pour une moitié de pilote) ce DC ground.

En tous cas, si d'autres ont des explications plus convaincantes sur la nécessité d'un match, ils pourraient nous en faire part, ainsi que du meilleur design. En attendant, et sauf preuve du contraire, je reste persuadé que ce sont des gadgets dont on peut se passer facilement en 2009 en utilisant les nouvelles technologies permettant la conception par ordinateur.

??

[VA2JOT Jacques]

Mais là encore, il suffit d'ajouter un balun-étrangleur (choke) 1:1 qui donne automatiquement (sauf pour une moitié de pilote) ce DC ground. Salut Pierre, je suis 100% d'accord avec tes commentaires sur le "match" mais pas totalement avec celui-ci.

La continuité métallique de plein calible à la masse des deux branches est essentielle pour la protection contre la foudre en plus de drainer le statique. Toutes les installations commerciales y ont recours par des raisons de sécurité et de fiabilité des équipements.

Dans notre cas, on peut laisser de coté les besoins de fiabilité mais..... si on est en mesure de tout débrancher à l'approche d'un orage, ça va à condition de ne jamais oublier ou ne pas être ailleurs losque se développe une situation à risque.

Les protecteurs font une partie du travail mais rien n'arrive à offrir la même protection qu'une antenne (et le mât, et la tour, alouette) à la masse. (je présume ici une vraie masse CC et RF, pas des raboudinages de broche).

En V et en U, dans le cas d'antennes monobande avec une branche "flottante", un stub de 1/4 court-circuité et branché à la flèche ou au mât au point du court-circuit est un excelent moyen de mise à la masse.

En même temps, ce stub se comporte comme un filtre band-pass pouvant offrir jusqu'à 40dB de réjection si on se sert pour le stub, d'un câble haut de gamme comme du Heliax 1/2 ou 7/8. La perte d'insertion est négligeable si le travail est fait selon les règles de l'art (1dB envron).

P.S.: n'oublez pas que la foudre emprunte tous les chemins, que ce soit le coax, la ligne de controle du rotor ou tout autre conducteur entre la maison et la tour.

Troud'lou!

[VA2BQ Martin]

Bonjour à tous,

Donc, si je comprend bien, il faut que je monte un modèle sur EZNec pour trouver le match parfait ne nécessitant pas de matching d'impédance tels qu'un Gamma, delta, etc. Dans ce cas, je calcule les bonnes longueurs et je monte mon antenne avec mon coax dont j'aurai besoin de savoir la longueur, la vélocité et l'impédance exacte (je présume) tout en connaissant parfaitement l'environnement voisin de l'antenne que je vais devoir modéliser également. Il commence à avoir pas mal de variables inconnues dans cette équation et la marge d'erreur est grande et onéreuse avec les prix de l'alu. hihi!

Si je veux y aller de façon plus pratique et simple ? Car je dois dire que je ne veux pas m'y reprendre à deux fois. Je veux y aller d'un setup qui pourra avoir une certaine marge d'erreur afin de s'adapter à son environnement, Serait-il préférable d'y aller avec un Gamma ou un T-Match ? Je vais avoir un coax 50 ohms. Il doit certainement avoir quelqu'un qui connait la différence entre les deux match ?

Merci,

Martin
VE2BQA

[VE2PID Pierre]

l commence à avoir pas mal de variables inconnues dans cette équation et la marge d'erreur est grande et onéreuse avec les prix de l'alu. hihi!

Pas si tu utilises le nouveau design Optimized Wideband Antenna (OWA). Comme son nom l'indique, dans ce genre nouveau d'antenne, la largeur de bande est importante et la marge d'erreur permise est grande. Ce type d'antenne commence d'ailleurs à faire son apparition sur le marché européen mais elles sont encore très dispendieuses. Une monobande 6 mètres/6 éléments comme celle-ci se vend actuellement 679 Euros  (1103$ CDN).



Voir http://www.optibeam.info/index.php?article_id=28&clang=1

Les 'beams' 6 et 2 mètres de Jacques JOT en sont un exemple fabrication-maison.

Pour la longueur du coax, ça n'a pas d'importance dès que l'impédance naturelle de l'antenne est égale ou voisine de celle du coax.  Le ROS sera alors constant et même décroissant en augmentant la longueur sur toute la ligne, peu importe la longueur.

Mais si tu y tiens absolument, bonne chance avec les 'match' ;-)

[Daniel VE2DSB]

Pierre

Quelles sont les angles de radiations de ses antennes....aucunes specifications vu sur leurs site....?

En EME un angle de radiation de 35 deg (angle de départ) et plus ne donne rien pour le moonbounce. De la, la technique de K1FO du "T" match pour avoir un lobe franc (centré avec la flèche) et un angle de radiation bas en fesant résonné l'antenne plus haut que la fréquence d'utilisation et de pouvoir syntonisé l'antenne plus bas en fréquence. Donc le lobe est presque parfait en partant de la flèche en montant.

Martin, le Gamma tant qu'a lui déphase le lobe d'environ 10 deg (opposé au gamma) par rapport à la flèche. En communication terrestre cela n'a peu d'importance surtout pour un répéteur.

à suivre.

[VE2PID Pierre]

Quelles sont les angles de radiations de ses antennes....aucunes specifications vu sur leurs site....?

L'angle de radiation dépend de la hauteur du montage et de la nature du sol.. Voilà pourquoi aucun fabricant d'antenne sérieux ne le mentionne de manière exhaustive. Ça prendrait trop de pages... C'est à l'usager à le déduire selon son propre montage.

Mais si tu cherches un peu sur le site d'Optibeam, tu vas trouver des spécifications comme celles-ci:

OB6-6           6 Element Monoband Yagi 6m
          
Bands         6
Gain (dBd) *         9.5
Gain (dBi) **         17.4
F/B (dB)         25
VSWR         
50,000 - 50,120 - 50,300         1,0 - 1,0 - 1,1
          
Elements (number)         6
Max. Elementlength (m)         3.02
Boomlength (m)         6.14
Turning Radius (m)         3.15
Feedlines (number)         1 Coax 50 Ohm
Weight (kg)         13
Windload at 130 km/h         271 N / 0,34 m² / 3,64 feet²

* = average gain over dipol in free-space / for comparison: 2 el monobander 4 dbd, 3 el 5-6 dbd
** = average gain at 20m above ground (= dbd + 2.15 db isotropic + about 5 db ground reflection)
          
Price ***         679,00 EUR

[VA2BQ Martin]

Bonjour Pierre,

Ok je commencais à avoir peur avec tous les détails. Pas donné pour une antenne ce prix là!!

Ca semble intéressant! Je vais fouiller pour avoir plus d'info.

Entre temps, Jacques, peux-tu nous en dire un peu plus à ce sujet puisque tu as expérimenté avec ces modèles ?

Martin VE2BQA

[VA2JOT Jacques]

Salut Martin,
                  J'ai peu d'expérience, j'ai réalisé deux Yagi OWA conçues par Pierre PID et j'en ai modifié une l'été dernier par l'ajout de 2 éléments sur le beam de 2m.

Je ne les ai pas soumises à un test rigoureux pour le gain sauf en mesurant l'amélioration du niveau d'un signal provenant d'un moniteur de bébé Fisher-Price situé à environ 1Km d'ici. Le résultat m'a indiqué que soit l'antenne de Pierre avait un gain supérieur à ses calculs ou l'antenne Hy-Gain 4 EL que je venais de remplacer ne donnait pas le gain annoncé. A toi d'en tirer tes propres conclusions.

Je n'ai pas refait les tests depuis que j'ai remonté les antennes de 16'

Pour le F/B élevé recherché sur le 6M, (test plus facile à faire) les résultats ont excèdés les calculs de Pierre par un bon 4-5dB ou bien mon S mètre n'étais pas fidèle. J'avais pas de Comm analyzer pour prendre les lectures à ce moment-là.

Au lieu de prendre au hasard des grosseurs de tuyaux que tu n'as pas encore acquis, commence donc par ramasser ce que tu peux et ensuite, tu pourras aller de l'avant avec un design et le réaliser tout de suite après. C'est ce que j'ai fait et le logiciel de simulation comme celui de Pierre semble s'y prêter sans rouspeter.

J'y suis allé avec du super robuste ici (grade commercial) à cause de l'environnement. T'es pas obligé de faire pareil. Je doute que ta région soit suceptible d'avoir du verglas aussi souvent qu'ici.

Wélà,

[Daniel VE2DSB]

Salut tout le monde

Pierre, en effet j'ai vu les specs de quelques antennes sur le site mais les diagrammes manques sur les élévations etc...

Ils ne doivent pas en vendre beaucoup, la plupart (moi inclus) ne connaissent pas vraiment la composition du sol et n'ons pas la possibilité de monté leurs antennes à des hauteurs selon les spécifications du fabricant pour tel ou tel type d'antenne.

Le prix de l'aluminium coute t-il si cher? pour quelques Db's....ça vaut tu vraiment la peine, j'en doute car depuis que le 5 éléments est en haut, près de 20.000 Km effectué sur 6M avec 5w, l'antenne n'a couté que 50$ de matériaux. Patrick VE2BOY obtient de bon résultat avec un simple dipole. Jean Pierre VA2SG avec un HB9 maison obtient de bon résultat aussi.

Dans le fond Pierre, c'est comme acheter une Ferrari flambant neuve dans sa boite, avoir la possibilité de pouvoir faire du 300 Km/h mais malheureusement la limite de vitesse n'est que de 100 Km/h....

Finalement Pierre, le but est d'avoir du plaisir peu importe le type d'antenne que l'on possède. Hier soir un FM14 à S9+40db ici. Le type pensait que j'avait un kilowatts dans l'antenne....HI! il fut surpris de voir ce que le minuscule 5w et des conditions de propagation extrème peuvent faire....car ne l'oublions pas, même à 1 Kw, si la propag n'est pas de la partie, rien à faire autre que de réchauffé les nuages et les pattes des maringoins. De plus, le 6M est difficile à jugé car tout dépend de beaucoup trop de facteurs pour vraiment savoir si l'antenne est vraiment bonne ou non. (comme le HF)

En passant Jacques, il faudrait faire notre test sur 6M en direct.....

[VA2JOT Jacques]

Salut Dan,
               Tu me fais signe quand cela te conviendra.

Y'a trois facteurs techniques qui influencent les probabilités de succès d'un QSO:
-Le système de télécom (antenne, radio, etc.)
-L'emplacement
-Les conditions de propagation

Le système de télécom est le seul sur lesquel nous sommes en mesure d'exercer une influence avec une facilité relative. A chacun ensuite revient de choisir avec quels éléments du système il se sent le plus à l'aise pour "jouer avec" mais peu importe, ça revient toujours à la même règle immuable de la physique: Eb/No.

Augmenter le gain de l'antenne, diminuer les pertes de la ligne de transmiission, utiliser un mode numérique pour faibles signaux, installer un préamplifcateur à faible bruit en RX et un linéaire en TX, peu importe, vous jouez avec le Eb/No. C'est le nerf de la guerre.

Si nos manuels de formation commencaient par expliquer ce principe fondamental, ça aidertait grandement aux radioamateurs de mieux saisir les enjeux et de comprendre c'est quoi exactement qui se passe.

Les physiciens ont leur E= MC² à nous autres maintenant d'apprendre à conjuguer avec (comprendre) le E_b/N_o.

Pour revenir au commentaire de Daniel, si tu enlèves la Ferrari de dans l'antenne, tu vas devoir la mettre ailleurs comme dans un logiciel de démodulation hyper-performant au niveau Eb/No pour franchir la ligne d'arrivée. Pour moi, c'est changer quatre trente-sous pour une piastre (bonnet blanc/blanc bonnet pour les cousins d'outre-mer) 

[VE2PID Pierre]

ls ne doivent pas en vendre beaucoup, la plupart (moi inclus) ne connaissent pas vraiment la composition du sol et n'ons pas la possibilité de monté leurs antennes à des hauteurs selon les spécifications du fabricant pour tel ou tel type d'antenne.

Pas sûr de comprendre ce que tu veux dire Daniel. Dans les spécifications d'Optibeam, aucune hauteur particulière n'est imposée ni aucun type de sol n'est obligatoire. C'est d'ailleurs aussi le cas de tous les autres fabricants d'antennes, de même que pour les montages décrits dans les bouquins ? ? ? Autrement dit, elles peuvent être montées partout et le design OWA produit même une  plage fonctionnelle meilleure que les Yagis conventionnelles du siècle dernier ;-) .

Comme toutes les antennes de tous les fabricants, les résultats définitifs vont dépendre de l'environnement... C'est pour cela que les fabricants honnêtes donnent toujours les spécifications en espace libre. Le lecteur n'a ensuite qu'à traduire le tout pour son environnement propre.

Pour ce qui est des ventes, je n'en sais rien mais les nombreux commentaires sur eHam sont pour le moins élogieux:

Description: The OB5-6 is a modern computer optimized 5 element wide spaced OWA design for the 50 MHZ range.
Gain and pattern are stable across the entire 6m band and represent the absolute optimum to be achieved on this 4.50 meter (15 foot) long boom.
The SWR is extremely flat from the beginning up to the end of the band.
The entire construction (boom, elements) is extra heavy duty.
This is the 6m monoband Yagi for the OM with extremely high demands.

... et pour en revenir un peu au fil de discussion, ces antennes ne requièrent pas de 'match'.. car l'impédance aux bornes est de 50 Ω donc alimentation directe.

...voir la suite sur le site de eHam (Faire Review puis Search Review puis Optibeam).

[Daniel VE2DSB]

Jacques, je tombe en vacance vendredi soir, possiblement qu'en fin de semaine ça seras le bon coup.

Simple Pierre, celui qui décide d'acheté cette antenne et que les résultats sont médiocre due à son environement, s'il n'est pas adepte de la technique à 300% et ne tient pas compte de tout les facteurs, il en seras décu et donneras une mauvaise publicitée.

Le pourquoi d'ailleurs que les marques populaires ne se soucient probablement pas de tout ça pour évité les mauvaises langues.

Pierre, comme t'a plus de temps que moi (pas à ma retraite encore), il faudrait sortir tout les types de matchings et leurs avantages et inconvénients afin de les comparés entre eux. de cette façon je pense que tous en aurais pour leurs comptes et pourrais choisir ce qu'ils leurs convients le mieux.

Personnellement je suis acro au "T" match mais bientôt je vais possiblement me raproché aux "folded" driven. Pas seulement pour une raison de solidité  mais plutôt pour son bon rendement face à la réception du bruit de fond nettement inférieur aux drivens dont le matching est soit "T", Gamma et autres. En EME c'est le but recherché en plus de la performance en transmission.

Le 15 éléments que je doit construire seras avec folded driven surement pour le setup EME.....les résultats parlerons d'eux mêmes.

à suivre...!

[VE2PID Pierre]

Simple Pierre, celui qui décide d'acheté cette antenne et que les résultats sont médiocre due à son environement, s'il n'est pas adepte de la technique à 300%

Salut Daniel,

N'importe quel bricoleur (en connais-tu ??...) qui a l'habitude de copier/coller des modèles d'antennes à partir des bouquins de l'ARRL peut se fabriquer une OWA. Tous les détails dans le Handbook 2009 en page 22.61 et suivante. Pas nécessaire d'investir de fortes sommes. Pas nécessaire non plus d'être un fanatique de technique à 301%. Tout comme pour conduire une voiture, il n'est pas nécessaire d'être ingénieur en mécanique. Tout détenteur d'une licence peut en fabriquer et en utiliser une. Mais si on veut comprendre pourquoi ça fonctionne, c'est une autre paire de manches.

Pierre, comme t'a plus de temps que moi (pas à ma retraite encore), il faudrait sortir tout les types de matchings et leurs avantages et inconvénients afin de les comparés

J'ai peut-être  plus de temps, mais je n'ai pas la motivation pour faire ces recherches.. car ça me semble maintenant dépassé et compliqué comme concept, tout en restant utile... Je suis pour la philosophie du Keep It Simple comme disait l'autre. Puisqu'on peut maintenant fonctionner sans match, pourquoi ne pas le faire ??

J'avais quand même demandé à peu-près la même chose que toi si tu relis le fil.. voir plus haut...et j'attends toujours des avis d'experts là-dessus. QRT en attendant d'en avoir...

de PID..En tous cas, si d'autres ont des explications plus convaincantes sur la nécessité d'un match, ils pourraient nous en faire part, ainsi que du meilleur design.

[Daniel VE2DSB]

Mais si on veut comprendre pourquoi ça fonctionne, c'est une autre paire de manches.


Voila Pierre, mon problème est que je comprend pourquoi ça marche ainsi que tout les autres matchs ainsi que leurs inconvénient et avantages.

On s'entend pour dire que tous fonctionnent dans leurs buts, Matcher une antenne. Maintenant plus tu installe un matching spécifique à une fréquence, son plan de terre et son environnement plus tu seras avec des shorts serrer et tu ne pourras pas couvrir une bande complète. Aussitôt que tu changeras une donnée dans le montage, paf! on recommence à calculé le tout.

Ahhh! tu auras une certaine largeur de bandes certes (Pas grande) mais tu seras confiné à y resté. Le plus bel exemple son le 22 et 12 éléments K1FO ici et le but de mon montage est atteint. Sur 432.000 à 432.300 pas plus et 144.000 à 144.400 pas plus la non plus. Avec ce que je disait plus haut, l'avantage de pouvoir descendre le lobe frontale de quelques degrées afin d'avoir une antenne vraiment directionel pour le EME*, par le fait même le météor scatter. But obtenu.

Faire du ragchewing local avec plus de trois stations autour ça devient un rotor drolement chaud même à moins vinght sous zéro.

* Plus tu ajoute d'antenne (exemple de 4 yagis) plus ton lobe descendras et seras au bout de la flèche de chaque antenne.

Voila Pierre, ce que Martin à besoin dans le fond est une antenne qui ne lui couteras pas des millions pour écouté un répéteur et si il veut faire du DX en 144 Mhz, il faudras qu'il s'en fabrique une à son gout selon la distance qu'il veut vraiment parcourir.

Martin un 13B2 ou 17B2 est un exellent choix d'antenne si tu n'a pas le temps de la construire, je peut te garantir qu'avec ça on pourras mieux s'entendre cet été. Ce sont des modèles abordable et souvent sur des puces un peu partout.

73 messieurs je passe à autre chose ici....