Royal Radio club du Borinage ON6RM

Les verticales montées au sol sont très en vogue ces derniers temps dans les opérations HF portables. C’est particulièrement vrai lors des activations POTA. Nous aimons tous tirer le meilleur parti de nos verticales en termes de plage de fréquences et d’efficacité, n’est-ce pas ?

Une méthode consiste à ajouter une inductance à l’élément rayonnant afin d’augmenter sa longueur apparente pour la résonance RF. Certaines versions consistent à charger la verticale par le bas (Wolf River Coils le fait avec leur bobine Sporty Forty) ainsi qu’à la charger par le centre (comme le fait Chelegance avec certains modèles de leur gamme JPC). Il existe aussi des conceptions chargées par le haut.

Un problème auquel un opérateur HF portable pourrait être confronté en créant son propre système d’antenne verticale est la détermination de la valeur de la bobine d’induction. Je vais expliquer cela brièvement pour illustrer un problème que de nombreux fournisseurs créent pour eux avec leurs produits.

Ci-dessus est représentée une verticale à charge centrale que j’ai conçue. Elle s’appelle l’Eiffeltenna en raison de sa ressemblance avec la tour Eiffel grâce à ses pieds en trépied. Les détails seront fournis une fois qu’elle aura été entièrement testée, mais l’idée principale de cet article est qu’elle est à charge centrale, comme l’illustre la photo insérée.

Quelle valeur d’inductance devrais-je utiliser ? Tout dépend de la bande, de la hauteur avant l’insertion de la bobine et de la hauteur totale de la verticale elle-même. Ah, et la mise à la terre et l’élément de contrepoids peuvent également jouer un rôle. Ici, j’utilise une feuille de Faraday de 42″x35″ sur une allée de gravier lavé à côté de mon garage. Bien que ce ne soient pas de bonnes conditions de mise à la terre, cela fonctionne très bien comme le montre le balayage RF ci-dessous.

Il existe un certain nombre de calculateurs pour aider les radioamateurs à répondre à ces questions. L’un d’eux est disponible sur 66pacific.com. J’ai placé ci-dessous une capture d’écran des calculs pour cette antenne test. Les objectifs de conception concernent la bande des 40 mètres (7,0 MHz). Mais je souhaite également pouvoir utiliser la bande des 20 mètres. La hauteur totale de l’antenne est spécifiée à 16,75′. La bobine est insérée à 7,5′ : quelle est donc la valeur de l’inductance requise pour qu’une verticale de 20 mètres résonne ici sur 40 mètres ? Selon ce calculateur, nous avons besoin d’une bobine de 12,1 microhenrys.

Une option consiste simplement à construire une bobine fixe (non réglable) pour cette valeur. Il existe de nombreux
calculateurs de bobine en ligne pour cela. C’est une option souhaitable sauf s’il existe une autre bande, un système de contrepoids de masse très différent ou un autre facteur qui modifie les choses ici.
L’autre option consiste à acheter une bobine auprès de différents fournisseurs. Attention : très peu indiquent réellement au client la valeur d’inductance de leur bobine (ou la plage si elle est réglable) !
Ils se contentent généralement de dire qu’elle est « pour 40M », en référence à leur propre antenne commerciale dont elle est un accessoire.

Comme je possède plusieurs bobines de ce type, j’ai utilisé l’un de mes ponts RLC de banc calibrés (HP 4275a @ 200 KHz) pour mesurer la valeur ou la plage de valeurs de plusieurs inductances disponibles dans le commerce. Les résultats se trouvent dans le tableau ci-dessous. J’ai inclus trois réglages d’ajustement pour les bobines variables ainsi que la valeur du facteur Q. Une définition du facteur Q est : « Le facteur de qualité (facteur Q) est défini comme le rapport de la réactance à la résistance, indiquant l’efficacité à une fréquence donnée. » Pour nous, l’importance du facteur Q est la suivante : « Une valeur de Q plus élevée signifie des pertes plus faibles et une meilleure aptitude aux applications à haute fréquence, car elle implique un rapport plus faible entre la tance et la réactance inductive. » Ainsi, le facteur Q est une mesure supplémentaire de la bobine qui détermine son efficacité.

Bien que la bobine MFJ à air libre ne soit plus fabriquée, elle est largement répandue dans la communauté radioamateur. Elle couvre une large plage, de 0,4 à 17,1 µH, avec des valeurs de facteur Q allant de 0,5 à 5,8. La bobine réglable Mad Dog (solide, je dois le souligner) offre une plage encore plus large (0,73 à 28,3 µH), mais avec des valeurs de Q relativement faibles (0,3 à 0,6). La Chelegance JPC-7 propose également une large plage d’inductance, de 0,5 à 22,8 µH. Comme la Mad Dog, la JPC-7 a des valeurs de Q peu élevées, comprises entre 0,33 et 0,18 (ce chiffre a été vérifié). C’est ici qu’une bobine, plus grande que les autres, se démarque dans ce tableau : la Wolf River Coils Silver Bullet 1000, avec une plage allant de 2,73 à 80,3 µH, permettant une plus grande gamme de fréquences pour les antennes verticales chargées. Tout aussi impressionnantes sont les valeurs de Q, comprises entre 4,3 et 13,5 dans la même plage. Toutes ces bobines réglables peuvent convenir pour atteindre une valeur de 12,1 µH au point central de l’antenne verticale présentée ci-dessus.

J’ai inclus une autre bobine de Wolf River, leur modèle à valeur fixe Sporty Forty. Ils n’indiquent pas au client sa valeur, seulement qu’il s’agit d’un accessoire pour leurs antennes fouet montées au sol afin qu’elles puissent également fonctionner sur 40 mètres. J’en possède deux, et elles sont bien conçues. Leur valeur est de 8,3 µH. Il existe une copie provenant de Chine également à 8,3 µH. Peut-être en raison de procédés de fabrication différents, la bobine WRC a une valeur de facteur Q bien plus élevée à 8,6, contre 2,5 pour la copie chinoise. Pour ces bobines à valeur fixe, il est essentiel de connaître leur valeur d’inductance, car aucune ne fonctionnerait dans l’exemple d’antenne verticale à charge centrale présenté ici.

Il existe une astuce très ingénieuse de « bypass » créée par Michael KB9VBR et publiée sur sa chaîne YouTube. Ma version est présentée à gauche. Il s’agit simplement d’un ensemble de câbles pigtail reliés en haut et en bas de la bobine avec des connecteurs Power Pole à chaque extrémité. Branchez-les ensemble : la bobine est court-circuitée. Débranchez-les : elle est dans l’élément rayonnant. Cela prend environ 15 minutes avec des matériaux que vous possédez probablement déjà si vous êtes constructeur d’antennes. Sinon, ces pièces sont très bon marché via des fournisseurs en ligne.

Cette astuce de « bypass » peut être utilisée avec n’importe quelle bobine d’inductance, alors gardez-la à l’esprit si vous construisez une antenne verticale à charge centrale comme celle que j’ai réalisée ici. Je n’ai pas besoin d’abaisser tout le fouet vertical en le dévissant, en retirant physiquement la bobine et en remplaçant le fouet. Il me suffit d’atteindre la bobine, de brancher ou débrancher les pigtails, et l’antenne verticale passe instantanément de 20 à 40 mètres. Cela suppose que j’ai déjà effectué deux réglages sur l’antenne verticale Eiffeltenna à charge centrale.

Obtenir un réglage parfait sur 20 mètres est assez simple en utilisant le tissu de Faraday pour le plan de contrepoids. C’est une étape préalable à l’ajout de la bobine réglable, comme la JPC-7, comme montré plus haut dans mon allée. Cela permet ensuite d’ajuster la bobine à la valeur correcte en µH pour accorder l’antenne sur 40 mètres à l’aide d’un analyseur d’antenne. Une fois ce réglage obtenu, marquer la bobine rend le processus presque automatique lors de l’installation sur le terrain. Il est néanmoins toujours recommandé de vérifier avec un analyseur d’antenne (croyez-moi, c’est du vécu !).

Ces antennes verticales peuvent être configurées de nombreuses manières, mais j’espère que cet article sera utile aux opérateurs portables qui souhaitent travailler sur plusieurs bandes avec une antenne verticale à mise en place rapide. L’Eiffeltenna, inspirée par une expérience sur trépied publiée par Jim W6LG sur sa chaîne YouTube populaire, et les travaux supplémentaires de Jason VE5REV, répond à ce besoin. Dépliez le trépied, ajoutez la bobine et le fouet, placez le tout sur le rectangle de tissu de Faraday, reliez le fil de masse au tissu et le câble coaxial, et vous êtes presque prêt à émettre.

Je publierai davantage d’informations sur cette antenne très portable une fois mes tests terminés. Cependant, comprendre les principes évoqués dans cet article s’applique à de nombreuses antennes verticales. Vérifiez toujours la valeur d’inductance de la bobine avant de l’acheter !

Frank Howell, K4FMH, contributeur régulier d’AmateurRadio.com, écrit depuis le Mississippi, USA. Contactez-le à k4fmh@arrl.net.

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