Antennes Bizares

[VA2JOT Jacques]

Croyez-vous que ce genre d'antenne a de l'avenir?

[VE2PID Pierre]

Salut Jacques,

Concernant les antennes "non conventionnelles", j'ai en filière (EZNEC +5.0.51) plusieurs antennes modélisées issues des mathématiques fractales. En voici un exemple. On peut réussir à obtenir du  50 Ω mais l'optimisation du champ EM via la géométrie fractale est un sujet très récent, non maîtrisé mais prometteur sur lequel travaillent certainement de jeunes mathématiciens...

[VE2PID Pierre]

 

Jacques.. au sujet l'antenne que tu as affichée, je l'ai aussi en modélisation (une moitiée). Taillée pour 15,15 MHz, elle donne un ROS de 1,8:1 dans du 50 Ω et j'affiche en bas le patron résultant espace libre. Si quelqu'un a le courage de vouloir s'en monter une pour les bandes radioamateur, je peux re-calculer le tout et vous en fournir les dimensions en fonction de la fréquence choisie.

Pour d'autres références, historique, etc... voir http://en.wikipedia.org/wiki/Fractal_antenna

[VE2VAE Christian]

Croyez-vous que ce genre d'antenne a de l'avenir?
Comme element de radiateur ? ;-)

Jacques, j'ai deja vu une antenne avec la meme forme que celle que tu as montré. C'etait dans un documentaire sur les fractals. J'ai vu ca sur la chaine PBS, autour de 2008.

La seule difference, c'etait qu'elle etait a peu pres de la grosseur d'une piece de 25 sous, ou meme de 10 sous. Mais c'etait un chercheur qui travaillait la-dessus. Il cherchait a mettre au point une antenne vraiment "wide-band" pour le futurs telephones "intelligents". Il etait un des premiers a experimenter avec des antenne en forme de fractale, et apparament, les resultats etaient prometteurs.

On expliquait qu'a cause de sa forme bien particuliere, elle pouvait servir sur plusieures longueurs d'ondes differentes (et vu la taille, c'etait dans dans les Gigahertz, si je me souviens bien),  pour des longueurs d'ondes (ou plutot pour des harmoniques) de quelques millimetres.

Si quelqu'un a le courage de vouloir s'en monter une pour les bandes radioamateur, je peux re-calculer le tout et vous en fournir les dimensions en fonction de la fréquence choisie.

Hello Pierre. Hum... Faudrais la faire dans le plan horizontal. Et avec un materiau assez rigide, un peu comme un fil de cuivre #14 (pour qu'une fois formée, elle garde sa forme). Elle aurais juste besoin d'etre "tackée" par dessus (ou en dessous) d'un petit support en bois.
Pour simplifier le travail (hauteur du support, grandeur de l'ensemble fini), il faudrais choisir une bande avec un longeur d'onde assez courte. Comme le 15 metres, le 10 metres, ou meme le 2 metres.
Mais avant de se lancer dans un tel projet, il faudrais savoir si sa en vaut la peine. Je veux dire, est-ce qu'on prevois avoir plus de gain, ou un SWR acceptable sur une largeur de bande incroyable ? Je pense qu'on nage encore un peu dans l'inconnu. Les fractals, c'est tous recent, et c'est aussi vraiment fascinant. 
Peut-etre qu'il faudrais experimenter : construire et mesurer les resultats obtenus. On plogue le antenna analyser la-dessus et on regarde ce que ca donnes.
Ensuite, on vas presenter nos resultats quelque part, dans un rassemblement de radio-amateurs un peu "flyés", pour le prochain Cue-Cue-Pi : "QRP Quebec Party". Hi, hi.
En astronomie amateur, il y as des "Star Party". Des amateurs se reunissent a un endroit, a la campagne, et on fais une fin de semaine ou une soiree d'astronomie. Il faudrais faire la meme chose avec quelques mordus de QRP cet été.

Personellement, la prochaine chose que je vais surement experimenter, par rapport au QRP, c'est une antenne directionelle, avec plus de gain, probablement pour le 20 ou le 15 metres.
Plutot qu'une Yagi trois element sur une tour avec rotor (ce qui serait excellent en soi), je pense plutot a quelque chose d'un peu plus fou : une "parasitic element" ( donc une dipole montee en parallele, a la bonne distance et a la bonne hauteur d'un autre conducteur), orienté vers la direction voulue, avec une installation temporaire.
Tout ce que ca prends, c'est quatre poteau legers, au millieu d'un champ plat. On monte l'antenne, on opere quelques heures, on demonte, on s'en retourne chez nous.   
Au coucher du soleil, tu pointe dans une direction, tu opere un partie de la nuit, ensuite avant l'aube, tu tourne ca vers une autre direction et tu continue comme ca.

Je prevois en faire un kit transportable.
Est-ce que ca vaut la peine de se donner autant de mal ? Une parasitic element donnerais 5 dB par rapport a une dipole. Et 7 dB si on ajoute un troisieme element.
A 6 dB, c'est comme quadrupler la force de mon signal: 20 watts au lieu de 5 watts.
C'a prendrais 4 petits mats d'environ 18-20 pieds de hauts (au moins un quart d'onde). Mais comme tu le sais, je suis rendu un specialiste des mats d'antenne en "forence". 

[VE2PID Pierre]

Salut Christian

Je pense qu'on nage encore un peu dans l'inconnu. Les fractals, c'est tous recent, et c'est aussi vraiment fascinant.

D'accord avec toi. Je ne crois pas qu'il y ait encore de tendances ou de découvertes certaines dans ce domaine. Il a fallu attendre l'arrivée des PC dans les années '80 pour commencer à parler et à créer des formes fractales... même si les 'maths' requises étaient connues depuis fort longtemps. Les calculs étaient tout simplement impossibles à effectuer manuellement à cause du temps requis, d'où l'attente.

Une forme fractale est par définition une forme qui reste identique à elle-même peu importe le degré de "zoom-in" ou "zoom-out". En ""flyant"" un peu, on pourrait donc imaginer une antenne microscopique de 160 m car avec la bonne forme, mère-nature croirait qu'elle est plus grosse (hi). Les générations futures poufferaient alors de rire en voyant nos monstres préhistoriques portant des nom bizarres comme 'Dipole' ou 'Yagi'.

Est-ce que ca vaut la peine de se donner autant de mal ? Une parasitic element donnerais 5 dB par rapport a une dipole. Et 7 dB si on ajoute un troisieme element.

.. Mais en attendant, pour en revenir à 2012, j'ai justement eu hier une "commande" par téléphone d'un OM de Victo avec qui je venait de faire un QSO/CW et qui a un projet de dipôles verticaux alimentés en phase. C'est une autre solution qui en plus de donner un gain avant permet de créer un creux à l'arrière afin de donner de bonnes valeurs de F/B. Le hic est qu'il faut installer entre les deux verticales une ligne de transmission de la bonne longueur et inverser la connexion de l'élément qui sert de "réflecteur" . Par rapport à un système à éléments parasites comme celui dont tu parles, c'est encore mieux, et ça reste transportable en randonnée de groupe. Résultats à venir..

[VA2JOT Jacques]

Croyez-vous que ce genre d'antenne a de l'avenir? J'aurais du mettre une note ou te prévenir de ne pas répondre. C'était une question piège puisque des antennes fractales font déjà partie des boitiers d'appareils cellulaire tri-bande. C.a.d. ceux qui sont conçus pour opérér sur les bandes du 800, 900, 1800 et 1900Hz.

C'était ça ou un appareil porc-épic. Pour les plus basses-bandes, ca demade un effort assez intense pour les calculer en surtout ensuite, les réaliser.

J'ai pensé tisser ça avec un faible calibre de fil de cuivre multibrins dans une toile (voile) en nylon de type qu'on utilise comme moustiquaires. Ca aiderait à ternir le tout en place pour respecter l'espacement. Je me demande à quelles dimensions on aurait affaire pour un "écran" 40M par exemple???

[VE2PID Pierre]

Je me demande à quelles dimensions on aurait affaire pour un "écran" 40M par exemple???

...
Pour l'exemple qu'il y a dans mon second message et qui correspond à une moitié de la photo affichée, ça loge dans un carré de 20 pieds de côté (environ). Ceci pour une fréquence de 7,1 MHz. Le ROS dans 50 Ω est de 1,8:1 et l'impédance vaut 27.4 - J 3.256 Ω.

Tout ça en espace libre. Il faut ensuite "peaufiner" en fonction de la hauteur et de la position du montage, et de la nature du sol.

Noter que cette boucle a été conçue par le Dr. Nathan Cohen, N1IR (à l'époque...) et elle est nommée la MI2. Elle fût présentée dans plusieurs articles de Communications Quarterly. Le plus remarqué de ces articles  s'intitulait  "Fractal Loops and the Small Loop Approximation", et il est paru dans le numéro de l'hiver 1996.

On doit la voir d'avantage comme une curiosité et une ébauche très sommaire, ou comme une expérimentation empirique. Le champ max EM émis par un simple dipôle est environ 2 fois plus intense!! Mais au moins, ça permet d'étudier en modélisation comment les formes fractales se comportent, et d'en tirer éventuellement des renseignements pour améliorer l'ensemble.

[VA2JOT Jacques]

Si on montait le plan de l'antenne à la verticale, n'aurait-on pas de quoi de similaire à une dipole comme patron?

[VE2PID Pierre]

Si on montait le plan de l'antenne à la verticale

J'ai monté en verticale de sorte que la section la plus basse soit à 15 pieds du sol.

Surprise! Le patron est omnidirectionnel! Il n'y a pratiquement pas de gain et celui-ci ne dépasse pas 0,03 dBi à l'angle d'attaque maximal qui est de 20°.
De plus, le ROS est meilleur à 1,2:1 à cause de l'effet de sol.

[VE2OK Jean]

Et si on la montait à la vertical et en miroir comme sur la toute première photo de ce post?

[VE2PID Pierre]

Et si on la montait à la vertical et en miroir comme sur la toute première photo de ce post?

Ce que la photo ne montre pas clairement est le nombre de points d'alimentation et s'ils sont en phase. On ne sait pas non plus quelle est la distance entre les deux montages. Sans chercher à optimiser, j'ai présumé qu'il y avait 2 points d'alimentation, et j'ai séparé les deux sections avec une distance entre les deux de 16 pieds, en les faisant aussi tourner de 45° comme sur la photo. Une des deux antennes est légèrement plus grande (de 5%) et les deux sources sont déphasées de 90°.

Comme on peut le voir sur cette nouvelle simulation, le montage devient alors directionnel avec un gain de 5,8 dBi à 30° (selon EZNEC + v 5.0.51). On pourrait faire mieux en modifiant les phases, la distance et le rapport des dimensions, mais je pense qu'une Yagi ordinaire donnerait un rendement équivalent.

Fin des émissions pour ce soir (hi)