Yagi 'flèche courte' pour le 6 mètres

[VE2PID Pierre]

Bonjour,

En attendant que les conditions s'améliorent, et si vous êtes de ces chanceux  qui ont la possibilité d'ériger une tour de soutien, vous  trouverez dans QST, Août 2007, un modèle intéressant de Yagi pour le 6 mètres. Elle est facile à fabriquer pour un bricoleur moyen. Cette antenne 3 éléments a une flèche très courte ne mesurant que 88 cm (35 pouces(!)), mais a un gain dépassant les 7 dBi en espace libre. Ceci grâce à une astuce consistant à alimenter deux de ses éléments avec un angle de déphasage judicieusement choisi.

Une Yagi-Uda classique à 3 éléments qui donnerait un gain équivalent au centre de la bande du 6 mètres devrait avoir une flèche d'environ 0,55 λ.. versus le 0,15 λ de cette antenne... presque 4 fois plus longue.

Autres vertus: Excellente largeur de bande, et aucun «match» encombrant (Gamma, hairpin ou autre...) n'est nécessaire. Autrement dit, pilote à alimentation directe.

Le gain espace libre croît de 5,9 à 7,31 dBi sur 50-54 mHz.
On doit ajouter environ 5,6 dBi pour un montage à 30 pieds au-dessus d'un sol moyen (0,005,13). À 54 mHz, le gain devient 12,9 dBi pendant que l'angle d'attaque reste très bas à 10°.
Rapport Av/ARR (F/B ratio) entre 12 et 18,5 dB.
ROS<2 sur toute la bande du 6 mètres.

Concernant les dimensions, il y a 4 versions possibles dépendant des éléments qui sont de diamètres constant ou variables (Taper segments).

Les dimensions pour des éléments uniformes de 0,5'', en alliage d'aluminium 6061-T6, avec une ligne de déphasage ouverte de 250 Ω :

- Pilote arrière de 108,9''
- Pilote central de 102,6'' à 13,6'' du pilote arrière
- Directeur de 99,8'' à 34,75'' du pilote arrière

Ce qui donne une flèche de seulement 2,9 pieds!

Un aperçu de l'antenne:

 

La ligne de déphasage croisée reliant les deux éléments arrières et d'impédance 250 Ω va donner le déphasage optimal. C'est la partie la plus délicate à fabriquer pour optimiser le rendement. Elle peut être construite avec du fil ordinaire de calibre 8,10,12 ou 14 ou autres en modifiant l'espacement entre les conducteurs pour en arriver avec cette valeur d'impédance (250 Ω). Par exemple, pour du fil #14, on n'a qu'a maintenir une distance de 0,262'' entre les deux fils et de les croiser au centre. Le déphasage est alors d'environ 80° entre les deux pilotes et de 120° entre le pilote central et le directeur. Ou d'utiliser deux longueurs de coaxial RG-63 (125 Ω) en série.

 

Le patron en élévation ainsi obtenu à 30 pieds du sol fait voir les lobes et les creux. À 54 mHz, le lobe le plus bas est à 9° et donne un gain de 12,93 dBi au-dessus d'un sol moyen selon la méthode de Sommerfeld-Norton. Le F/B quant à lui vaut alors 13,8 dB

 

 

J'ai fait les calculs précédents pour une hauteur arbitraire de 30 pieds. Le gain change peu pour des hauteurs différentes. Par contre, c'est l'angle d'attaque qui se détériore si l'antenne est trop près du sol..

Quelques résultats pour 52 mHz:

Hauteur de 10 pieds: Gain de 11,14 dBi angle d'attaque de 25°
................20 pieds: ............12,01.................................13°
................50........: ............12,36...................................5°.

L'antenne peut facilement être modfiée pour d'autres bandes.

Bon bricolage...

[VE9MDB Matthieu]

Où retrouve t-on le plan de la HB9CV standard pour le 6 M ?

Car j'imagine que le truc pour faire cette antenne est de commencé par faire une HB9CV puis ajouter un élément directeur .... ?

[VA2BQ Martin]

Salut Matthieu,

Voici un lien sur la HB9CV

http://www.radioamateur.ca/antennes/6m_ve2mid.html

bonne construction.

martin

[VE9MDB Matthieu]

Bonjour Martin,

J'avais déjà ce lien ... mais ce n'est pas lui que je cherche.  Ce plan semble difficile à suivre mais les améliorations sont bonnes.

Je cherche le site (il me semble qu'on me l'avait donné?) où l'on décrit exactement comment faire la HB9CV.  J'ai besoins de savoir quel diamètre de tubulure je dois utiliser ...

Aussi, il doit bien exister un calculateur qui fonctionne quelque part ? Le mien demande VB5FR.dll et même si j'installe ce module ça ne fonctionne pas...

[VE9MDB Matthieu]

J'ai retrouvé mon lien ... le voici  :  http://www.dk7zb.fox28.de/HB9CV/Details-HB9CV.htm

[VA2BQ Martin]

Salut Pierre,

Aurais-tu les dimensions exactes pour confectionner cette antenne ?

Maintenant que j'ai de la place et un VRAI atelier de travail dans la nouvelle maison , j'aimerai bien me monter quelques choses de fonctionel sur le 6M.

Merci,

Martin VE2BQA

[VE2PID Pierre]

Aurais-tu les dimensions exactes pour confectionner cette antenne ?

Bonjour Martin... C'était bien mentionné dans le message plus haut... je recopie

Les dimensions pour des éléments uniformes de 0,5'', en alliage d'aliminium 6061-T6, avec une ligne de déphasage ouverte de 250 Ω :

- Pilote arrière de 108,9''
- Pilote central de 102,6'' à 13,6'' du pilote arrière
- Directeur de 99,8'' à 34,75'' du pilote arrière

Ce qui donne une flèche de seulement 2,9 pieds!

Si jamais ça t'intéresse, je pourrais alors recalculer et optimiser pour les tubulures que tu as, la fréquence que tu souhaites et la hauteur du montage chez toi.

Noter ceci: C'est une HB9CV améliorée. Ce qui est (un peu plus complexe) pour la HB9CV et ce modèle amélioré est de confectionner une ligne de déphasage. Je l'ai aussi décrit.

Dans ces antennes (HB9CV et le modèle décrit), deux éléments servent de pilotes. On les alimente en déphasage avec une ligne à longueur précise entre les deux pilotes.

Mais l'avantage est d'obtenir le même gain qu'une Yagi-Uda dont la flèche est presque 4 fois plus longue, en utilisant le phénomène des interférences constructives à l'avant et destructives à l'arrière, phénomène créé par le déphasage entre les deux pilotes...

C'était l'idée de HB9CV, mais depuis d'autres ont amélioré le modèle en préservant le concept.

[VA2BQ Martin]

Salut Pierre,

Ok merci j'ai probablement lu avec les yeux dans le même trou. hihi!

Pour ce qui est de la ligne de déphasage entre les élément milieu et arrière, je voyais sur certain site que la ligne doit être parallèle et à une distance précise du boom et des éléments. Est-ce vraiment important ? (Réf: http://www.f5jtz.org/pjacquet/hb9cv.htm)

En fait j'avais une idée pour amener les lignes de déphasage, je pensais passer les lignes de déphasage à l'intérieur du boom avec une fil gainé question d'avoir plus de robustesse et de les ressortir par les tuyau même aux endroit précis sur les éléments au moyen d'un trou ?

Est-ce possible ?

Martin VE2BQA

[VA2BQ Martin]

Je laisse mon précédent message en place...mais je viens de relire ton message...je vais réévaluer car je viens de voir justement les espacement que tu proposes.

Pourrais-tu expliquer un peu plus ce que tu disais en lien avec le RG-63 de 125 ohms. J'en ait un bout ici que je pourrais potentiellement utiliser. Est-ce possible alors de passer le tout à l'intérieur du boom ? et comment m'y prendre ?

Martin VE2BQA

[VE2PID Pierre]

Pourrais-tu expliquer un peu plus ce que tu disais en lien avec le RG-63 de 125 ohms.

Voici. Il faut obligatoirement avoir une ligne de déphasage de 13,6" avec croisement au milieu et dont l'impédance est de 250 Ω. Comme je l'ai mentionné, ça peut se faire avec deux longueurs de RG-63 dont l'impédance est de 125 Ω.

En fait, 13,6" est tout simplement la distance entre les deux pilotes. Si le diamètre des tubes est différent de 0,5", il faut recalculer l'antenne; et alors la longueur de la ligne de déphasage serait égale à la nouvelle distance entre les deux pilotes.

- Couper deux longueurs de 13,7" de RG-63
- À chaque bout, souder ensemble la gaine des deux sections (la gaine du fil 1 soudé à la gaine du fil 2 à chaque bout), et utiliser du ruban isolant pour prévenir tout contact de ces gaines avec les éléments
- Ce sont les conducteurs centraux qui serviront alors de ligne de déphasage entre les deux pilotes; ne pas oublier le croisement proche du centre des deux câbles coaxiaux.. Cette ligne se comporte comme deux coax 'duaux' connectés en série et aura donc une impédance de 250 Ω *.

Avec une telle ligne en coaxial, il faut modifier très légèrement la longueur des éléments, car le coax a un facteur de vélocité de 0,84 (donc le 13,7" correspond à  une longueur électrique supérieure).

Les dimensions pour des éléments uniformes de 0,5'', en alliage d'aluminium 6061-T6:

- Pilote arrière de 109''
- Pilote central de 105'' à 13,6'' du pilote arrière
- Directeur de 102'' à 34,75'' du pilote arrière

Ça peut se placer sous la flèche il me semble. Pour l'insertion dans la flèche elle-même, tout dépend de son diamètre. Mais il n'y a pas de contre-indications électriques.

P.S.: Pour les 'curieux', le courant se divise en deux dans les coaxiaux, mais la tension reste la même aux bornes. Comme Z=E/I, diminuer le courant de moitié sans changer la tension doublera alors l'impédance. Le terme 'connexion en série' réfère aux gaines.. qui sont connectées en série.

[VA2BQ Martin]

Salut Pierre,

Je vais aller voir localement ici ce que je peux avoir en alu. Je te reviendrai avec les specs de mes pièces.

73

Martin VE2BQA

[VE2PID Pierre]

Je te reviendrai avec les specs de mes pièces

Et si possible, la fréquence sur le 6 mètres que tu préfères ainsi que la hauteur de la flèche au-dessus du sol...

[VA2BQ Martin]

Bonjour Pierre,

voici ce que j'ai trouvé et acheté...mais je crois que je vais acheter autre chose la semaine prochaine car je me rend compte que c'est mou pas mal comme antenne. hihi

Le boom c'est du tuyau d'alu carré de 1" (diam. ext.)
Les éléments sont des rod d'alu 1/4 pleine.
(Alu de type 6061-T6)

Je crois que je vais garder les rod 1/4 pour faire quelque chose sur le 2M et je vais me racheter des rod plus grosses (probablement 1/2) pour le 6M.

Mon installation sera sur le toit de la maison à environ 30 pieds du sol. Je vais avoir un trepied et un petit rotor pour tenir le tout en place. La fréquence que je souhaite opérer est autour de 50.1 et tu me diras la largeur que cela peut avoir comme bande passante.

Est-ce que cela se fait des HB9CV dual bande ? 6M et 2M ?? Ca pourrait être bien de faire un truc sur le 2M aussi...mais je suis limité dans les antennes que j'installe!!! Maudite municipalité!! hihi

73

Martin VE2BQA

[VE2PID Pierre]

... est autour de 50.1 et tu me diras la largeur que cela peut avoir comme bande passante.

Si tu regardes le modèle plus haut, il contient la courbe de ROS pour un montage à 30 pieds du sol pour des tubes de 0,5". Il  résonne aux environs de 52,625 MHz, mais le ROS demeure sous les 2:1 sur toute la bande. Et à 50,1MHz, on a quand même seulement 1,76:1 de ROS ce qui est excellent. L'efficacité de l'antenne à cette hauteur est de 75,7%.

Si je change la fréquence pour 50,1 MHz, et re-calcule la nouvelle antenne nécessaire, alors à 54 MHz, le ROS à droite de la bande devient presque du 10:1! Je pense alors qu'il est préférable de garder le design 52,625, au cas où tu penses aussi utiliser le 54 MHz.

Pour les 'dual bande' HB9CV, je n'en connais pas mais ça doit être extrêmement complexe à calculer à cause des lignes de déphasages. J'ai déjà touché aux Yagis simples entrelacées, et ce n'est pas possible d'égaler les performances de montages individuels.

Il serait mieux à tout les points de vue que tu te fabriques aussi une HB9CV en tube 1/4 pour le 2 mètres, et qui serait montée au-dessus de la 6 mètres....?

P.S.: Le 30 pieds que j'ai mentionné est au-dessus du sol, mais si tu montes le tout sur un toit, ce ne sera plus l'équivalent d'un 'vrai' 30 pieds. L'angle d'attaque est les autres paramètres vont probablement changer. Mais c'est un compromis acceptable...

[VA2BQ Martin]

j'ai reouillé un peu sur le sujet, le lien que Matthieu avait posté semble non fonctionnel. Voici je crois la même page qu'il parlait mais sur un site différent :

http://www.qsl.net/dk7zb/HB9CV/Details-HB9CV.htm

Pierre, pour ce qui est des éléments de cette antenne, est-ce qu'ils sont tous reliés à la flèche ? et la ligne de déphasage est-ce que l'on peut prendre du #14 isolé pour la faire au lieu d'un coax ? Je vois sur d'autre site qu'il n'y a qu'une seule ligne de déphasage alors que Pierre, tu proposes deux lignes ? quelle est la différence ?

Aussi, sur certain site on voit un condensateur de 30pf pour le 6M ? est-ce requis également dans ton design ?

Merci,

Martin VE2BQA
PS: J'analyse les différentes possibilités de montage. hihi!