Patrons d'antennes

[VE2PID Pierre]

Pour informations:

Notre ami Christian VE2VAE m'a fait part de son plus récent montage en multi-bandes.

Il s'agit de deux V-inversés dans des plans 'presqu'à 90°' l'un de l'autre avec point d'alimentation à 38 pieds du sol.

Le doublet Nord-Sud fait 2 x 33 pieds.
Le Est-Ouest fait 2 x 22 pieds.

Les branches Est et Sud sont connectées ensemble (sur le fil de la ladder-line).
et l'Ouest et le Nord sont connectées ensemble sur l'autre fil de la même ladder-line.
Toutes les banches sont inclinées de 45° .. saus la branche est à 60°
Il obtient un excellent ROS de 80 à 10 mètres.

J'ai déterminé avec EZNEC+v. 5.0.62  le patron de cette antenne. Sur 80 mètres, il est presque symétrique (l'effet de sol étant très important et empêchant la formation de lobes significatifs).

Par contre, à l'autre bout, le patron à 28 MHz est 'remarquablement torturé'. Je l'affiche en bas de ce message. Les montages personnalisés nous donnent souvent des effets inédits..

[VE2VAE Christian]

Hello Pierre,

Tres interessant cette modélisation dans Eznec.


Ca démontre bien une chose, je pense. C'est que quand on dit qu'un V-inversé est presque omni-directionnel... attention, ca depend de la bande.

Sur les bandes basse (80 et 40m), oui, parceque les éléments qui reviennent vers le sol provoquent un effet de sol.

Mais a mesure qu'on monte en frequence, rendu sur 17m, 15m, 12m, et 10m... c'est différent, a cause de la hauteur du feedpoint de plus en plus élevé, en terme de longueur d'onde, et on devient a ce moment là, de plus en plus directionnel.

Comme on peut le voir sur ta modelisation, n'avoir qu'un seul doublet, sur 28 mhz, j'aurais surtout du gain dans 2 seules directions. Alors que maintenant, puisque les deux dipole marchent en meme temps, j'ai ai dans 4 directions.


Sur le 17m aussi ca devrait etre interessant, puisque mes longueurs correspondent a un EDZ (gain un peu plus élevé) avec celle de 2 x 33 pieds.


Un autre avantage d'avoir 2 doublet croisé dans la tete du mat, c'est que ca sers aussi de haubans. 

---

La grande question que je me posais, en ffedant 2 doublet en meme temps, sur diverses bandes, c'etait d'essayer de comprendre comment le courant aller se repartir entre les deux doublet.
Est-ce qu'il allait se separer egalement dans les deux, ou plus dans une et moins dans l'autre ?
Dans le fond, ca reviens a avoir un circuit avec deux resistance en parrallelle. Onpeut facilement calculer le pourcentage de courant qui vas aller dans chaque resistance.
Sauf qu'en changeant de frequence, on change la valeur de l'impedance de chacun des elements.
Donc, sur une frequence, un des doublet pourrait rayonner plus que l'autre, et sur une autre frequence, ca pourrais etre l'inverse.

---

La théorie dit que un fil d'antenne vas conduire le mieux, ou offriras le moins de resistance (faible SWR) sur les multiples impairs de demie onde (ou multiple impart de quart d'onde pour chaque element du dipole).

Donc, en theorie, une dipole 40m (7 Mhz), de 2 x 33 pieds, vas egalement resonner sur sa troisieme harmonique, sur 15m (21 mhz).

Ce qu'il y as de particulier, en l'\alimentant par ladder-line, c'est qu'on arrives a obtenir un faible swr sur quasiment toutes les bandes plus haute (du 40m au 10m par exemple) avec un assez bon SWR.

Mais... je me demandes toujours ce qui arrives quand meme, sur les bandes qui ne sont pas entre la premiere et la troisieme harmonique. Comme le 30m par exemple, a mi-chemin entre le 40 et le 15m.
C'est pour ca que j'ai pensé mettre le 2e doublet a exactement cette longueur : 2 x 22 pieds.

---

J'imagine que le "Take Off Angle" le plus bas, doit etre sur 28 mhz, là ou je suis le plus haut par rapoort au sol.

---

Pierre, sur ta modelisation, j'essaie de voir ou est le nord.

Le fil le plus long (66 pieds) est dans l'axe nord-sud. Et sur 28 mhz, a cause qu'on est rendu a quelques lambda de long, le lobe vas etre dans le meme sens que le fil.
Donc, l'axe nord-sud vas du bas a doite, vers le haut a gauche.

OK. Donc c'est bien ca. Le fil qui vas vers le bas a doite est le Sud, et en haut a droite, c'est le 22 pieds qui vas vers l'est.
Et ces deux la sont branché au meme coté de la ladder-line.

Au debut, j'avais mis le nord et l'est ensemble, mais finalement, j'ai pensé que ce serait referable de mettre le nord et l'ouest ensemble.

En tout cas, ici dans le schack, ca se tune tres bien, du 80m au 10m. Reste plus qu'a faire le tour du monde en 80 jours. 

Un grand merci Pierre.

[VE2PID Pierre]

Sur le 17m aussi ca devrait etre interessant, puisque mes longueurs correspondent a un EDZ (gain un peu plus élevé) avec celle de 2 x 33 pieds.

Effectivement... mais les lobes commencent à s'atténuer.

c'etait d'essayer de comprendre comment le courant aller se repartir entre les deux doublet.

J'affiche en bas un graphique montrant la répartition des courants et de leur phase à 28 MHz. Les valeurs obtenues ne sont pas très éloignées en comparant ce qui se passe dans chacun des deux doublets.

...sur ta modelisation, j'essaie de voir ou est le nord.

J'ajoute un second graphique (toujours pour 28 MHz), cette fois obtenu en regardant directement en plongée comme si on était directement au-dessus du montage. Comme on peut le constater, le maximum des grands lobes n'est pas exactement au nord ou au sud. La non-symétrie est causée par l'angle de la portion vers l'est qui est de 60° au lieu de 45° comme c'est le cas pour les autres branches. Excusez la position non-conventionnelle de l'est à gauche .. contrainte de modélisation à reprendre.
... HTH

[VE2VAE Christian]

Ouin, ca donnes envie d'apprendre a utiliser Eznec.

Curieux que la partie basse du lobe ne soit pas alignée nord / sud, mais décalé un peu nord-est / sud-ouest.

C'est comme ca. Y a des bizareries des fois. Hum.... A cause de la branche Est qui est un peu plus relevée que les autres ?


Quelles sont tes impressions Pierre, par rapport a un doublet simple ?

Je trouvais l'idée d'avoir 2 doublet multibande sur la meme ladder-line interessante.

Et c'est pas si courant non plus.


En tout cas, je ne pense pas qu'un doublet nuise a l'autre.


La partie plus haute du lobe as un peu de rouge en direction des 4 points cardinaux.

Ce que je souhaitais, dans le fond, c'était essayer d'étaler de maniere un peu plus uniforme, le "puissance" de mes 5 watts.

On pourrais croire que j'y suis quasiment parvenu.


Mais l'autre point important, pour le Dx, c'est aussi le Take Off Angle, qui idealement, devrait etre le plus bas possible.

Et dans ce domaine, une verticale est dure a battre.

En tout cas, le fait d'avoir une multibande 80m-10m, assez omnidirectionelle, sans coil, ni bobines, c'est deja un gros "plusse" en hiver.

[VE2PID Pierre]

Quelles sont tes impressions Pierre, par rapport a un doublet simple ?

Bonjour Christian,

La seule et unique raison du décalage du lobe principal (très apparent sur 28 MHz): La non-symétrie du montage, qui est causée par la différence de l'angle que fait la branche 'Est' avec le mât versus les trois autres branches.

Pour 28 MHz:

Le grand lobe a un maximum de gain à N 14° E (donc aussi à S 194° O) avec un angle d'attaque de 17°.
On voit aussi deux lobes dans l'axe Est-Ouest avec un angle d'attaque d'environ 41°.

Autres observations: Les valeurs du champ électromagnétique obtenues pour une injection de 1 kW au bornes de l'antenne et mesurées à 1 km:
Lobes principaux (ceux à 17°): 323,4 mV/m
Lobes secondaires (E/O): 296,0 mV/m

Aux fins de comparaisons, si tu utilisais un simple V Nord-Sud, alors l'angle d'attaque grimperait à 43° et le champ EM (maximum en direction N et S) devient à 1 km pour la même injection de signal 478,6 mV/m.

Donc tu es donc à même de constater les plus et les moins de ton montage versus un simple V-inversé.
________________________
PS: Au sujet de l'apprentissage des modélisations EZNEC, je pense qu'avant tout, il faut avoir lu les premiers chapitres du Antenna Book de l'ARRL. Ceci pour bien comprendre les concepts de base: Gain, F/B, Impédances, réactances, ...,  etc.

Une fois ces lectures faites, on devient en mesure de pouvoir commencer à utiliser EZNEC. Mais c'est plein de pièges! Par exemple, la modélisation  de tes 2 V-inversés requiert une technique spéciale pour bien placer la source.

De mon côté, j'ai mis deux ans à parcourir un gros bouquin de Cebik pour comprendre la manière correcte (et les bugs subtils) de me servir de NEC.

Je vois aussi dans le QST de Janvier 2014 cette pub de l'ARRL au sujet d'un bouquin potentiellement intéressant: Antenna Modeling for Beginners. Voir http://www.arrl.org/shop/Antenna-Modeling-for-Beginners/



GL ...

[VE2VAE Christian]

Pour 28 MHz:

Le grand lobe a un maximum de gain à N 14° E [...] avec un angle d'attaque de 17°.
[...]
Aux fins de comparaisons, si tu utilisais un simple V Nord-Sud, alors l'angle d'attaque grimperait à 43°.

Donc tu es donc à même de constater les plus et les moins de ton montage versus un simple V-inversé.

D'apres ce que je comprends, Pierre, le fait d'avoir un 2e doublet, fait en sorte que le grand lobe (celui qui est orienté N/S) est plus bas (17 vs 43 deg) que si j'utilisait un seul doublet.
Il a un peu moins de gain, mais il est vraiment plus bas, plus pres de l'horizon. Ce qui en soi, me semble etre une bonne chose.

Il y a deux ou trois jours, j'ai changé la position de 2 attaches (element nord et ouest) de maniere a ce que l'angle en azimuth, entre chacuns des 4 elements soit plus pres de 90 degrés (et on demure assez pres des N/S/W/E ). C'est pas mal beau maintenant.

Il reste l'angle d'élévation par rapport au mat, qui est  assez pres de 45 degrés, sauf pour l'élément est (a peu pres 60). Et je me suis apercu que l'élément ouest, en le deplacant un peu en azimuth, est maintenant un peu plus fermé, peut-etre plus pres de 40 ou 35. Je vais essayer de le mesurer plus precisement.

Mais ceci etant dit, l'angle total resultant entre l'est et l'ouest est quand meme assez pres de 90. Mais a cause du "tilt", ca doit probablement "pousser" le lobe un petit peu plus vers l'est.

Ce matin, j'entendais sur le 12m plusieurs stations : DJ0MDR (Mike in Munich), SP9KR (Andy en Suede) et j'entendais la Finlande et l'Islande aussi. Donc, vers l'azimuth 30-35 deg.

----

Oui, pour Eznec, c'est apparament pas quelque chose qu'on peut maitriser avec une session de 3 heures.
Sur le site de l'ARRL, j'ai decouvert un document pdf (How to Start Modeling Antennas using EZNEC) d'une centaine de page,  et avec le manuel que tu mentionne, c'est certainement une bonne introduction a ce sujet assez complexe qu'est la modelisation d'antennes.

How to Start Modeling Antennas using EZNEC
http://www.google.ca/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CC4QFjAA&url=http%3A%2F%2Fwww.arrl.org%2Ffiles%2Ffile%2FAntenna%2520Modeling%2520for%2520Beginners%2520Supplemental%2520Files%2FEZNEC%2520Modeling%2520Tutorial%2520by%2520W8WWV.pdf&ei=5jmrUv_5AoGirgHmh4GYAw&usg=AFQjCNEyx52u9tkzSvRNEoBe16PZ2_xplw&bvm=bv.57967247,d.aWM .

Surtout, comme tu le mentionnes, la mienne (avec deux doublet sur la meme ladder-line) ne devait pas etre des plus courantes ni des plus simple a modeliser.

Encore un grand merci pour ton temps, Pierre.

[VA2JOT Jacques]

Super interessant ce tutorat sur la modelisation. Je le recommande a quiconque s'interesse a la construction d'antennes plus ou moins complexes. Si ce n'est que pour ne pas s'attendre a des miracles de la part de genereux benevoles de la modelisation ;-)

Hasta pronto de XE3/VA2JOT