L'antenne HF pour espace restreint

L'antenne HF pour espace restreint arrive à la rescousse, là où une antenne dipôle pleine longueur ne peut être installée. En voici quelques configurations pratiques et efficaces.

"U" inversé

"V" inversé

"sloper"

En effet, il est souvent possible d'installer une antenne dipôle HF, pleine longueur, qui n'exigera pas autant d'espace qu'une antenne dipôle installée horizontalement au-dessus du sol, et ce, sans utiliser des bobines (inductances) pour en raccourcir la longueur physique!

Je souligne "sans bobines" parce que celles-ci sont responsables d'une diminution de performance qu'on peut souvent éviter, en faisant preuve d'un peu d'ingéniosité.

Donc, que je ne mentionnerai pas, ici, les antennes moins performantes telles:

• les antennes dipôles raccourcies physiquement à l'aide de bobines (inductances),
  
  
• et les antennes verticales dites "quart de longueur d'onde", à inductances ou à trappes.
  

Je vous reparlerai de ces deux cas particuliers d'antennes pour espace réduit, sur d'autres pages de ce site.

Mais, avant...

Chaque extrémité d'une antenne dipôle doit donc - impérativement - être installée à plus de deux (2) mètres au-dessus du sol.

Si vous vivez dans une région du globe où il neige en hiver, vous devrez tenir compte de cette éventualité... et installer le point d'ancrage inférieur à au moins deux (2) mètres au-dessus d'une accumulation de neige au sol!

Si l'épaisseur de neige au sol atteint souvent un mètre ou deux - là où vous projetez d'installer le point d'ancrage pour l'extrémité la moins élevée de l'antenne - alors, le point d'ancrage de cette extrémité devra être au moins à quatre (4) mètres au-dessus du sol!

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L'antenne dipôle inclinée (sloper)

Cette antenne HF pour espace restreint ne requiert qu'un seul mât (ou point d'ancrage) élevé, alors que l'autre mât (point d'ancrage) pourra être plus court, tout en étant au moins 2 mètres de haut.

Le patron de radiation sera presque omnidirectionnel, et favorisera légèrement la direction vers laquelle l'antenne penche - tant en transmission qu'en réception.

Notez que l'angle entre le câble de transmission coaxial et l'antenne devrait être de 90 degrés, et ce, sur une distance (préférablement) d'au moins un quart de longueur d'onde, afin...

• d'éviter que l'antenne n'induise de l'énergie RF sur la portion blindée du câble coaxial. Ce voltage RF risquerait de revenir dans la salle radio et nuire au bon fonctionnement des appareils et accessoires.
  
  Notez, cependant que vous pouvez éliminer cette énergie RF parasitaire en installant une bobine d'étranglement (RF choke) ou un étrier en ferrite pour câble coaxial, à l'extérieur, avant que le câble coaxial ne pénètre dans l'édifice abritant la salle radio.

Bobine d'étranglement RF

Étrier de ferrite pour étranglement RF

• et d'éviter aussi que le blindage du câble coaxial ne se mette à irradier de l'énergie RF qui viendrait causer de la distorsion dans le patron de radiation de l'antenne.
  

Mais, que faire si vous n'avez même pas assez d'espace pour installer une antenne dipôle inclinée?

N'abandonnez pas! Voici deux autres exemples d'antenne HF pour espace restreint qui peuvent vous dépanner.

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L'antenne dipôle en "V" inversé

Vous pourrez installer une antenne dipôle en "V" inversé dans moins d'espace, encore, que l'antenne dipôle inclinée!

L'impédance caractéristique de cette antenne HF pour espace restreint sera très près de 50 ohms à la fréquence de résonance. Vous pourrez donc l'alimenter directement avec un câble coaxial de même impédance caractéristique, comme le RG-8, RG-8x ou le RG-58.

Vous n'aurez pas besoin d'utiliser un transformateur d'impédance (tuner) si vous n'utilisez l'antenne que sur la bande de fréquences pour laquelle elle a été conçue.

Pour que l'antenne en "V" inversé soit efficace, vous devrez vous assurer que l'angle - à l'apex - entre les deux sections de l'antenne dipôle soit supérieur à 90 degrés. Si l'angle est inférieur à 90 degrés, chaque branche de l'antenne dipôle induira, tour à tour, un peu d'énergie RF dans l'autre, ce qui rendra le patron de radiation relativement imprévisible et diminué!

Cela dit, faites ce que vous pouvez dans l'espace dont vous disposez. Le résultat sera encore meilleur que celui que vous donnerait une antenne dipôle comportant des bobines (inductances) pour en réduire la taille physique.

Mais, n'exagérez pas en réduisant trop l'angle à l'apex sous le seuil de 90 degrés! Si vous insistez trop, vous obtiendrez de bien piètres résultats, et le mot "décevant" ne sera pas assez fort pour décrire la situation.

Si vous ne pouvez pas installer une antenne dipôle en "V" inversé pour le 80 mètres, alors installez-en une, plus courte, dont l'angle à l'apex sera d'au moins 90 degrés. Choisissez, de préférence, une longueur de l'antenne dipôle qui sera résonante sur une bande de fréquences pour radioamateur - comme le 40 mètres.

Si vous désirez utiliser la même antenne sur plus d'une bande de fréquence, au-dessus de la fréquence de résonance, vous devrez utiliser un transformateur d'impédance (tuner).

Notez que le fil d'une antenne "V" inversée sera alors légèrement trop long !

En effet, lorsqu'on abaisse les branches d'une antenne dipôle pour en faire une "V" inversée on introduit de la capacitance dans le circuit de l'antenne - ce qui a pour effet d'abaisser sa fréquence de résonance. Donc, il vous faudra raccourcir les "bras" de l'antenne d'environ 2% chacun pour faire remonter la fréquence de résonance vers la fréquence que vous désirez obtenir. En d'autres mots, la longueur totale du fil devra alors être environ 4% plus courte que le fil d'un dipôle horizontal résonant à la même fréquence.

Finalement, selon l'environnement physique dans lequel l'antenne est installée, il se peut que de l'énergie RF revienne causer de l'interférence dans la salle radio. Si c'est le cas, vous n'aurez alors qu'à installer une bobine d'étranglement (RF choke) sur le câble de transmission, à l'extérieur, avant son entrée dans l'édifice.

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L'antenne HF pour espace restreint en "U" inversé

Voici une antenne HF pour espace réduit inusitée!

La majorité de l'énergie RF d'une antenne dipôle de demi-longueur d'onde est irradiée - ou capturée - par la portion centrale qui représente environ 66% de la longueur totale de l'antenne - que j'appellerai la portion "utile".

Donc, le reste de l'antenne - chaque côté de cette portion centrale - peut pendre vers le sol sans trop nuire à sa performance.

Une antenne - en "U" inversé - pour le 80 mètres pourrait être tendue entre deux mâts qui ne seraient séparés que d'environ 27 mètres seulement! Voici comment on arrive à ce nombre.

On obtient la pleine longueur physique d'une antenne dipôle horizontale d'une demi-longueur d'onde pour 3,6 MHz à l'aide de cette formule:

143 / 3,6 MHz = 39,7222 mètres (A)

La portion "utile" de cette antenne dipôle serait de:

66% * 39,7222 mètres = 26,2167 mètres (B)

Donc, si on tient compte des isolateurs et des cordes qui s'ajoutent à chaque extrémité de la portion "utile" de cette antenne, on pourrait l'installer entre deux mâts (ou points d'ancrage) qui ne seraient séparés que de seulement 27 mètres.

Maintenant, à quelle hauteur doit-on installer cette antenne HF pour espace restreint en "U" inversé?

Elle doit être installée au moins assez haut pour que personne (ou un animal) ne puisse lui toucher ou entrer en contact avec elle.

Afin de respecter les règles de sécurité, énoncées précédemment, les deux segments moins actifs de l'antenne ne devront pas pendre à moins de deux (2) mètres du sol.

Donc la portion "utile" de l'antenne dipôle en "U" inversé pour le 80 mètres (disons 3,6 MHz) devra être installée à une hauteur qui se calcule comme suit:

• longueur d'un segment "moins actif" ((A - B) / 2) +
• distance sécuritaire au-dessus du sol (2 mètres minimum) = 
• hauteur minimum au-dessus du sol de la portion la "plus utile" de l'antenne, soit:
  

((A - B) / 2) + 2 = hauteur minimum au-dessus du sol de la portion "utile" de l'antenne

((39,7222 - 26,2167) + 2) = 8,7528 mètres au-dessus du sol (minimum)

Bien entendu, cette antenne HF pour espace restreint gagnera considérablement en efficacité si elle est installée plus haut que ça, si vous le pouvez!

Inconvénients du "U" inversé

Ce type d'antenne dipôle doit être tenue loin de matériaux conductifs, sinon son efficacité pourrait en être considérablement réduite.

Donc, les mâts métalliques sont à proscrire!

Si votre antenne HF pour espace restreint ("U" inversé) est installée entre deux édifices, les parois (murs) de ceux-ci devront être principalement constituées de bois, brique, pierre ou autres matériaux non conductifs.

Même dans ce cas, tenez les segments "moins actifs" le plus loin possible des murs qui peuvent contenir du filage électrique ou autres matériaux métalliques de structure.

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