Ayant généré quelques perturbations radio dans le voisinage, à l’époque ou j’émettais sur les fréquences de la Citizen Band, j’avais fini par délaisser l’émission en HF au profit de fréquences un peu plus élevées. Mon premier émetteur-récepteur décamétrique acheté plus tard avec un de mes premiers salaires, au début des années 2000, n’a donc servi qu’en réception jusqu’ici, ce qui est plutôt frustrant compte tenu des opportunités de contact longue distance sur ces fréquences.
Les dimensions, le poids et la prise au vent des antennes HF ne sont pas franchement compatibles avec un terrain de « petite » taille et un mat léger. Il existe pourtant de nombreuses solutions permettant de raccourcir électriquement une antenne, ou de conserver la longueur physique en repliant les éléments sur la surface disponible.
Jusqu’ici je m’étais rabattu sur un long fil et une antenne a point d’alimentation excentré type « FD4 ». Toutes deux avaient visiblement une impédance trop élevée et récupéraient facilement tout type de parasite électrique généré dans les environs. Mon poste se retrouvait alors assourdi par un niveau de bruit à S9 sur une grande partie de sa bande passante. l’accord en émission était par ailleurs un vrai casse tête, que je n’ai pas réussi à solutionner.
Le temps passé à fabriquer une antenne permettra-t-il d’aboutir à un résultat satisfaisant? Le diagramme de rayonnement sera-t-il à la hauteur des attentes? Les récepteurs TV et radio proches seront-ils perturbés par mes émissions HF? La déception en cas d’échec serait énorme!

Puisqu’il s’agit d’expérimentation, et comme les commerçants asiatiques recensés par les grandes plateformes de vente en ligne proposent à la vente une grande majorité des accessoires nécessaires à un prix très raisonnable, on a de quoi tenter sa chance sans trop alléger son porte monnaie. Par sécurité, j’ai tout de même commandé l’élément principal du transfo symétriseur chez un commerçant un peu plus sérieux.
J’ai opté pour la réalisation d’un dipôle mono-bande filaire, avec un transformateur symétriseur de rapport 1:1 bobiné en mode commun.

Équipement nécessaire

• Tore de ferrite type FT240-43: https://www.reichelt.com/fr/fr/anneau-de-ferrite-59430038-ft-240-43-p7926.html?search=240-43&&r=1 ;
• Fil multibrins isolant téflon 18AWG: Ça se trouve facilement sur Internet, votre moteur de recherche favori ne demande qu’à vous aider 🙂 J’ai utilisé du fil de récup ;
• Fiche coaxiale SO239 pour fixation sur panneau: https://fr.aliexpress.com/item/32849207598.html ;
• Boite ABS étanche: https://fr.aliexpress.com/item/4000375281151.html ;
• Vis à œil (tige filetée se terminant sur une boucle refermée sur elle-même): Trouvé chez Bricoman en libre service au rayon quincaillerie ;
• Câble acier inoxydable multibrins. J’ai pris du câble de 3mm de diamètre : https://fr.aliexpress.com/item/4000273794379.html ;
• Cosse cœur (pour faire une boucle sur le câble acier sans qu’il se plie): https://fr.aliexpress.com/item/33060186566.html ;
• Serre câble double (pour maintenir fermement les boucles sur le câble acier). Pour un câble de 3mm de diamètre, je vous conseille de prendre un serre câble 4mm, ce qui laisse la possibilité de faire glisser le câble avant de serrer fermement les écrous et ainsi réaliser de belles boucles : https://fr.aliexpress.com/item/32956333156.html ;
• Isolateur (pour isoler les câbles acier des points d’accroche) : https://fr.aliexpress.com/item/4000830383917.html ;
• Corde en polyester (pour tendre les câbles acier sans influer sur les caractéristiques de l’antenne): https://www.bricoman.fr/cordeau-polyester-bleu-orange-30m-3-8mm-1063874.html ;
• Mastic d’étanchéité résistant aux intempéries et UV: À vous de voir, moi j’avais du Sikaflex-11FC+ sous la main.

Construction du BalUn

Le transformateur symétriseur est celui présenté sur la chaine Youtube TRX-Bench:

• Première partie: https://www.youtube.com/watch?v=kMlKfHHR8FY
• Seconde partie: https://www.youtube.com/watch?v=JhAPJISUjB8

Ce type de transformateur présente l’avantage de supprimer les courants de gaine.
La vidéo est en anglais, mais prononcé à une vitesse convenant aux personnes qui ne sont pas trop à l’aise avec cette langue. Les autres auront plutôt tendance à sauter les nombreuses répétitions afin d’aller à plus rapidement à l’explication de la réalisation :).
Les mesures sont aussi très largement détaillées, mais si vous suivez à la lettre les consignes il n’y aura aucun ajustement à effectuer.

Résultat obtenu de mon côté (photo prise pendant les essais):

Mesures

VNA Mode « réflexion » / S11 et analyseur de spectre avec pont de mesure VSWR

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• FT 240-77 BALUN 1-1 deux enroulements parallèles 18AWG bifilaires 12 tours
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VNA Mode « transmission » / S12

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• TRANSMISSION_FT 240-77 BALUN 1-1 deux enroulements parallèles 18AWG bifilaires 12 tours

Cette étape étant validée, on peut passer à l’assemblage.

Construction du dipôle

Boucle réalisée sur le câble acier avec une cosse cœur. Le câble est fermement maintenu au niveau de la boucle par le serre câble double. Celle-ci traverse la vis à œil, et l’extrémité du câble est sertie sur une cosse à œillet qui sera fixée en même temps que la vis à œil sur le côté du boîtier (voir plus bas) :


Vue d’ensemble de l’assemblage avant finitions:


J’utilise une vis à œil de chaque côté du boîtier pour accrocher les départs des câbles acier. Elle est maintenue par un ensemble écrou + rondelle de chaque côté de la paroi du boîtier, avec une bonne dose de mastic colle Sikaflex-11FC+ entre la paroi et chaque rondelle qui vient se plaquer dessus, afin d’assurer une bonne étanchéité:






Je découpe un bout de tuyau PVC d’évacuation d’eau diamètre 40mm, et je le fixe avec de la colle araldite autour de la prise SO239. Ainsi, je pourrai protéger la connectique des intempéries en faisant passer le cordon coaxial à travers un tube de plus faible diamètre, disons 32mm, et faire rentrer ce tube à l’intérieur de la bague de 40mm collée à l’araldite.





Le connecteur SO239 écrase lui aussi une bonne quantité de mastic lors de l’assemblage, toujours pour des questions d’étanchéité:



Et j’ajoute enfin la vis à œil sur le dessus du boîtier, afin de le suspendre sur son support fixé au mat. Étant donné la traction mécanique à ce point précis, j’opte pour l’utilisation de rondelles très larges, assurant ainsi une répartition de l’effort mécanique sur une « grande » surface. Ici aussi, j’ai ajouté du mastic entre les rondelles et la paroi du boîtier afin d’éviter à l’eau de pénétrer dans le boîtier:



Je n’ai pas pris de photo du support du boîtier avant de le placer sur le mat. Voici à quoi ça ressemble, vu d’en bas:



Le trou à l’extrémité de l’équerre en L permet de faire passer la boucle de la vis à œil située au dessus du boîtier, ouverte pour pouvoir traverser ce trou, car la boucle de la vis à œil est fermée initialement.

08/06/2022: Je profite de l’ajout d’un balai anti-piafs sur le haut de l’équerre pour prendre une photo de près de l’ensemble:


Au niveau des points d’accroche distants, les câbles acier traversent des isolateurs modifiés qui lui permettent de coulisser sans sectionner l’isolateur par usure:



Ce « tour de magie » est rendu possible en écrasant gentiment la cosse cœur dans un étau, petit à petit surtout au niveau de l’arrondi de la cosse cœur et des deux extrémités rectilignes. Ceci a pour effet de déformer la courbure de la cosse, qui prend une forme de U au lieu de sa forme initiale de goutte d’eau. De plus, comme elle a été pincée, elle rentre sans forcer dans le trou de l’isolateur!
Pas de photo de cette étape, désolé…

On pince ensuite à nouveau la cosse cœur pour la refermer un peu, toujours avec un étau:


J’utilise des forêts de 7mm pour redonner sa forme incurvée à la cosse cœur, qui a été aplatie précédemment. On évitera de prendre des diamètres de forêts trop importants, pour éviter de manger l’ensemble quand il va s’échapper des mors de l’étau, sous la pression!

Installation du dipôle

La corde polyester est maintenue serrée à l’aide d’un nœud de marin: un tour mort et deux demi-clés. Description disponible ici ou via une copie locale.
La corde est attachée aux points de fixation distants du mat central en fonction du type de support. Ici, tout dépend de ce que vous avez à disposition. En ce qui me concerne, c’est un bride en U côté mat d’antenne TV, et l’extrémité d’une vieille antenne verticale CB plantée dans le sol de l’autre côté.

Ensuite, les câbles acier repartent vers le mat central, et se terminent par une boucle réalisée avec une cosse cœur et un serre câble double.
La corde polyester sera nouée dans cette boucle. J’ai fait traverser la corde dans un bout de tuyau d’arrosage afin qu’elle ne se sectionne pas en frottant sur les bords de la cosse cœur.

J’ai utilisé le même assemblage cosse cœur + isolateur pour faire coulisser la corde qui tire les deux câbles acier vers le mat central. Les isolateurs sont attachés au mat central à l’aide d’une bride en U avec du fil galvanisé recouvert de plastique vert (ce qu’on utilise pour les clôtures faites avec du grillage souple), vu qu’il n’y a plus de nécessité d’isoler électriquement l’isolateur qui n’est pas traversé par le câble acier à cet endroit.:




Les deux bouts de corde partent vers le sol et sont noués à un bidon en plastique posé au sol et rempli de 5 litres d’eau. C’est suffisamment lourd pour assurer une tension raisonnable des câbles acier. En tirant un peu plus sur ces câbles, j’augmente significativement la fréquence centrale d’accord!

Mesure de ROS et recoupe des câbles acier

On laissera bien plus de longueur de câble acier que nécessaire dans un premier temps, car la longueur totale d’un brin ne suit pas à la lettre la formule de calcul de longueur d’onde divisée par 4. Pour rappel, un doublet demi-onde est constitué de deux brins quart d’onde.

Diverses méthodes de mesure sont possibles:

• Recherche du ROS le plus faible au ROS mètre, en changeant de fréquence tout en étant en émission (pas très respectueux des autres utilisateurs du spectre, mais ne nécessite pas d’outillage supplémentaire) 
• Mesure à l’analyseur d’antenne ;
• Mesure à l’analyseur de spectre disposant d’un générateur de suivi et d’un pont de mesure VSWR ;
• Mesure au VNA, même « pas cher » comme le NanoVNA.

Avec la longueur d’origine des câbles, je mesurais un accord quasi parfait sur 3.195MHz, soit une longueur de câble estimée de 23.47 mètres: ((300/3.195)/4).
La bande passante mesurée avec un ROS maximal de 1.5:1 était de 90kHz.

L’objectif étant de pouvoir émettre sans boite d’accord entre 3.6MHz et 3.7MHz, il me restait à raccourcir les deux câbles à 20.55 mètres, soit un retrait de 2.92 mètres sur chaque câble acier. Par prudence, j’ai préféré partir sur une coupe de 2.5 mètres car il est plus facile de couper à nouveau que de prolonger les câbles!
Résultat de l’opération, accord quasi parfait à 3.7MHz! Ça fait un peu haut compte tenu de la bande passante, toujours de 90kHz! En tendant un peu plus les câbles, j’ai fini par faire descendre à l’accord sur 3.66MHz, ce qui est déjà moins pire. Il varie allègrement avec le mouvement de l’antenne, mais je m’en accommoderai.

Résultat





DipoleReplie80m

La bonne surprise à cette étape de l’expérimentation, c’est l’impédance très proche de 50 Ohm.
L’angle d’ouverture est estimé à 160°, ce qui fait monter l’impédance de l’antenne au dessus de 50 Ohm.
La proximité avec le sol a pour effet de faire baisser l’impédance de l’antenne, ce qui semble plutôt bien compenser celle obtenue avec l’angle d’ouverture. Le rayonnement sera cependant très impacté par cette hauteur d’installation très faible par rapport à la longueur d’onde. Le cheminement des câbles acier près de la toiture de la maison d’un côté, et des arbres d’un voisin de l’autre, posera aussi certainement quelques problèmes en fonction des saisons, de la météo, etc. L’expérimentation n’en est qu’à ses prémices!

Comme son nom l’indique, ce dipôle mono-bande ne fonctionne que sur une seule bande de fréquences. Il me reste à valider l’absence de perturbation causée par mes émissions, mais ça sera après la période de désensibilisation, pendant laquelle l’antenne n’est pas utilisée en émission afin d’identifier les voisins affabulateurs.

À suivre…