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Antenne QTC De G2BZQ HORS SÉRIE - HAUTES FRÉQUENCES Figure 1. Le schéma de l’antenne QTC et du mesureur de champ.

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Antenne QTCDe G2BZQ

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Figure 1. Le schéma de l’antenne QTC et du mesureur de champ.

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Lorsqu’il s’agit de se battre pour diminuer la taille des

antennes tout en conservant de bonnes performances de

rayonnement, les radioamateurs montent en

première ligne. L’antenne que nous allons vous décrire dans

ces pages est le fruit d’une nouvelle percée sur le front des 80

m. Cette opération a été menée par Richard Q. Marris, sous

le nom de code G2BZQ. Quant au résultat, il est difficile de lui

donner un nom bien précis; aussi dirons-nous simplement

qu’il s’agit d’une antenne intérieure, compacte et

directionnelle.

Plus la fréquence diminue, plus forte est la tentation de concevoir une antenne de dimensions réduites. Un dipôle pour la bande des radioamateurs en 80 m (3,5 MHz) va tout de suite chercher dans les 42 m de long. Il faut déjà un beau petit jardin!

Il est clair qu’une antenne pareille risque d’encombrer même le plus bel appartement. Par contre, l’antenne compacte que nous allons décrire maintenant représente une solution intéressante à ce problème d’encombrement.

Quand même une exception à cette règle. Il s’agit ici d’un modèle simple, octogonal, avec un diamètre de 59 cm. L’auteur, alias G2BZQ, l’utilise depuis des années en télégraphie avec un émetteur de 7 W.Le peu d’informations que l’on puisse trouver à propos d’ antennes en forme de spirale, relève principalement du domaine de la «chasse au renard, où il n’est question que de réception et non d’émission. Il y est dit entre autres que les avantages en matière de réception d’une antenne spirale en comparaison avec une antenne dont toutes les spires seraient les unes à côté des autres, résident dans le gain en sensibilité et dans l’angle d’ouverture plus petit. Possédant l’expérience de l’utilisation des antennes «spirale» dont le diamètre est de 59 cm et à la recherche d’une augmentation du rendement et donc de la portée d’émission, G2BZQ, après de nombreux essais, est parvenu au résultat que nous vous présentons ici: l’antenne QTC.Si le code Q utilisé par les radioamateurs n’est pour vous que sabir indien, nous vous dirons pour la clarté des choses que QTC signifie «J’ai quelque chose pour vous ! », et plus précisément une antenne 80 m dotée d’excellentes qualités

.Quoi de neuf?

La nouveauté, la voici: l’antenne spirale dernier cri devient un octogone d’un diamètre de 76 cm. Bien que cela représente près de 50% d’encombrement supplémentaire, l’antenne tient toujours sur la table!Le schéma de la figure 1 montre un enroulement de 5 1/8 spires, Li, ainsi que la bobine d’adaptation qui l’accompagne, L2. L’ensemble forme avec les condensateurs C3 et C4 un circuit résonnant parallèle. La fréquence de résonnance de la boucle dépend principalement de la position de C3, tandis que C4 permet un réglage fin.Un morceau de câble coaxial du type RG58/U.

d’environ 122 cm, assure la liaison entre d’une part les deux condensateurs Cl et C2 branchés en parallèle et le point commun de Li et de L2. Le condensateur C2 est réglé unefois pour toutes, et permet une adaptation très précise de l’impédance. Le résultat final est une antenne bobinée en forme de spirale, c’est à dire où toutes les spires se trouvent dans le même plan, à l’inverse d’une bobine normale où toutes les spires sont les unes à côté des autres. Cette forme d’antenne en spirale possède un mode de fonctionnement très particulier. Ce sont les spires

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Figure 2. Diagramme de rayonnement théorique de l’antenne QTC.

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extérieures qui procurent un rayonnement maximum, alors que ce rayonnement devient minimum pour les spires intérieures. Voyez en figure 2: cela donne un aspect très intéressant au diagramme de rayonnement. Au lieu d’avoir deux lobes identiques, l’antenne QTC en a un plus grand et un plus petit. L’énergie est en conséquence concentrée dans une direction déterminée, ce qui procure un gain significatif. C’est pourquoi il faudra pouvoir faire pivoter l’antenne de 360 degrés. L’antenne est munie d’un mesureur de champ, représenté au bas du schéma.

Le principe est identique à celui d’une sonde HF, mais dont la sensibilité a été réduite au strict minimum. L’appareil se place de telle sorte qu’il mesure le champ produit à l’extérieur de l’antenne. La sensibilité est déterminée tout autant par la valeur donnée à la résistance R que par la position du brin de fil qui capte le champ émis.Tous les éléments du circuit d’adaptation prennent facilement place dans un boitier plastique de 12 x 10 x 5 cm (reportez-vous en figure 3).

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Résistance:R = environ 1 kQ (voir texte)

Condensateurs:C1=3750pF/500V mica argentéC2~ lOOpF/500Vvar.C3 = 75 pF var. avec boutonC4 = 12 pF var. avec boutonC5 = 22 nF

Selfs:Li = 5 1/8 spires en fil d’installation de 1,5 mm2 L2 = 13 spires de 2,5cm de diamètre sur 12cm de long, en fil de 0,6 mm émaillé

Semi-conducteur:D= diode HF au silicium

Divers:M galvanomètre 250 pAbois, colle, fixations,2 boîtiers en plastique,4 barettes-relais pour fil de1,5 mm2 à. 12 positions,3 isolateurs en plastique de25 mm,4 oeillets de soudage, câblecoaxial 50ohms, passe-câble pour dito,

Figure 4. La construction de l’antenne ne fait appel qu’à des matériaux courants. Les rayons en

bois sont fixés sur le mât par de la colle et un boulon, le boîtier de l’adaptateur est en plastique.

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La résis-tance, la diode et le condensateur C5 sont montés directement sur le galvanomètre. Le tout est placé dans un petit boitier plastique, sur la face supérieure duquel on placera une prise banane. Le brin de fil torsadé servant d’antenne, muni d’une fiche du méme type, viendra s’y connecter. Vous pouvez également fixer une fiche banane (encore!) à l’arrière du, dit boîtier, pour l’enfoncer dans un trou foré dans le mât et rendre ainsi le mesureur amovible et donc disponible pour d’autres applications. La figure 4 montre l’antenne complètement assemblée. Pour la construction de ce genre d’antenne, il est important d’éviter l’utilisation de pièces métalliques. Les seuls matériaux autorisés restent le bois et le plastique. Vous pou-vez constater en figures 1 et 4 que l’armature de l’antenne est formée de huit rayons. Il suffit pour cela d’utiliser quatre lattes d’environ 76 x 1,5 x 0,5 cm au centre desquelles vous aurez foré un trou de 5 mm. Prévoyez une latte de 60 x 2 x 2 cm pour le support vertical et forez aussi un trou de 5 mm à environ 2 cm de l’une des extrémités. Posez tous les éléments à plat, dans leurs positions respectives, puis encollez les surfaces en contact et consolidez l’assemblage par une vis et un écrou. Lorsque ce travail est terminé, rien ne vous empéche de l’améliorer d’une couche de laque.Fixez ensuite la moitié d’une baretterelais à l’extrémité de chaque rayon. Dévissez à fond toutes les vis. Les orifices ainsi dégagés permettront le pas-sage du fil de l’antenne. Ces morceaux de barrettes relais serviront donc tout simplement à isoler et maintenir en place les spires de l’antenne. Les enrou-lements de l’antenne sont exécutés en fil d’installation, de 1,5 mm2 de section. L’antenne consiste en exactement 5,l25spires (cinq spires plus un huitième de spire. voir en figure 4).’ Le fil est bobiné

en partant de l’extérieur de l’armature à huit rayons. Le point de départ se situe à l’extérieur du premier rayon côté inférieur gauche et le bobinage s’exécute dans le sens de sens inverse des aiguilles d’une montre. Il se termine à la partie intérieure du premier rayon côté inférieur droit. Laissez un morceau libre d’environ 40 cm à chaque extrémité pour le raccordement ultérieur au circuit d’adaptation.

Ce travail d’araignée terminé, resserrez les petites vis pour maintenir la toile bien en place. Lorsque vous en aurez fini avec le montage de tous les composants (condensateurs et supports isolants) dans la boite en plastique, celle-ci pourra être vissée sur le mât. Un petit morceau de bois supplémentaire sera collé et vissé sur la partie du mât entre la boîte et le socle pour le renforcer. Le câble coaxial pénètre dans la boite par l’arrière, et est fixé à la partie inférieure du mât au moyen de petits clous en U. La self L2 est soudée sur les deux supports qui lui sont réservés, en utilisant des oeillets de soudage. Voici ses caractéristiques:

longueur : 12 cm,diamètre: 2,5 cm, nombre de spires 13, fil de 0,6 mm.

La construction est maintenant terminée et nous pouvons passer aux essais. .

Essais et utilisation

Le prototype a démontré une zone d’utilisation s’étendant de 2,5 â 4,5 MHz, ce qui couvre largement la bande des 80 m, puisque ses limites haute et basse sont respectivement 3.8 et 3,5 MHz. Avant toute tentative d’émission, une reconnaissance de terrain s’impose. En utilisant

votre antenne habituelle, repérez, sur toute la largeur de la bande des 80 m, quelques émetteurs régulièrement espacés (par exemple, aux environs de 3.5 -3,55 - 3,6 MHz, et ainsi de suite). Connectez maintenant l’antenne QTC, tous les condensateurs ajustables préalablement placés en position médiane. Passez à présent en revue tous les émetteurs que vous aviez repérés.

Réglez C3 puis C2 pour obtenir la meilleure réception possible, en gardant â l’esprit le rôle de ces deux condensateurs : C3 permet de s’accorder sur la fréquence à recevoir, et C2 permet de transférer l’énergie reçue au récepteur. (C4 n’a pour l’instant que peu d’importance, nous effectuons seulement un travail d’approche). La position de C2 ne doit quasiment pas varier, mais il faut noter sur un cadran provisoire (un bout de papier collé derrière le bouton) les différentes positions de C3 en fonction de chacune des fréquences reçues. Vous pouvez ensuite refaire un balayage complet en choisissant pour C2 une position moyenne de tous les essais effectués, et vérifier que C4 remplit bien le rôle qui lui est assigné: le réglage fin de la syntonisation aux alentours de la fréquence prédéfinie par la position de C3. Passons maintenant aux réglages en mode émission. Choisissez, dans la bande des 80m, une fréquence que vous utilisez habituellement et réglez votre émetteur sur une charge fictive de 50 Q, puis remplacez celle-ci par l’antenne QTC. Réglez C3 sur la fréquence d’émission choisie et enclenchez votre émetteur. Ajustez C4 (il faudra peut-étre retoucher légère-ment C3) puis C2 pour obtenir un rayonnement maximum. En principe, ce condensateur se trouvait déjà quasiment à la bonne position, trouvée lors des préréglages en réception il ne fau-dra plus y revenir ultérieurement. En utilisation normale, c’est le

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mesureur de champ qui nous indiquera le bon réglage de C3 et C4. Pour sa petite antenne, vous utiliserez un brin de fil de bonne section torsadé sur un crayon. Essayez d’obtenir une déviation à 75% du fond d’échelle. Plusieurs méthodes sont possibles : raccourcir le bout de fil torsadé, l’incliner ou modifier la valeur de la résistance R. La valeur de départ indiquée dans la liste des composants (1 kQ) convient pour une puissance d’émission de 5 à 10W, et pourra étre modifiée en fonction des performances de l’émetteur utilisé. Idéalement, ce

petit appareil prendra place au dessus la boite de l’adaptateur, juste en dessous du bobinage d’antenne Li. Vous définirez la position exacte lorsque l’émetteur et l’antenne seront bien réglés. Si maintenant la fré-quence de travail est modifiée, les réglages de C3, C4 et de l’émetteur ajustés en conséquence, la déviation du galvanomètre devra toujours avoisiner les 75% (si, bien sûr, la puissance de l’émetteur est restée la même).

Lors de l’utilisation de l’antenne,

il faudra veiller à ne pas se trouver à proximité directe de murs, de canalisations ou de conduites électriques. Pour des raisons mie sécurité, il sera prudent de ne pas dépasser une puissance d’émission de 20 W si vous travaillez depuis la table du salon, Par contre, il n’y a aucune objection à utiliser une puissance supérieure si vous préférez prendre l’apéritif au jardin... L

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