Antennes « Cigare » hyperfréquences
de F1UCG 




Commentaires :
Ce type d'antenne est un des plus facile à réaliser.
C'est l'association d'un illuminateur rond et de directeurs « disques pleins ».
Le diamètre extérieur des disques détermine la fréquence de travail avec précision et reproductibilité.

Calculs :
On utilisera mon tableur Microsoft® Excel « antenne_cigare.xls » en entrant les paramètres dans les cases jaunes, les résultats apparaissent sur fond vert.
Attention! Il est vivement recommandé de choisir un diamètre permettant d'obtenir la fréquence d'utilisation dans les limites des fréquences mini et maxi recommandées sur fond vert clair mais cependant pour les meilleures réalisations, il n'est pas rare d'obtenir une adaptation correcte entre les mini/maxi sur fond vert foncé !

Réalisation pratique :
Je préconise de prendre comme disques, si elles existent, des rondelles en acier enfilées sur une tige filetée en laiton, maintenus par 2 écrous laiton.

Centrage de la tige filetée : Dans ma première réalisation, la tige filetée était fixée au fond de l'illuminateur : Facile, mais en général désastreux sur le gain ! Il faut donc IMPERATIVEMENT que la tige filetée commence au 1er disque. La solidité mécanique utilisera une ou plusieurs entretoises en nylon ou téflon (voir la 5,7 GHZ), ou de fines tige métalliques évidemment perpendiculairement à la polarisation choisie (voir la 2,4 GHZ).

Pour une utilisation extérieure, à défaut de radome tubulaire en fibre de verre :
- empêcher la corrosion des disques par 2 couches de vernis sur les rondelles.
- l'avant de l'illuminateur pourrait être rendu étanche par un disque de mica.

Note sur les écrous: les gros écrous de la réalisation 2,4GHZ m'inquiétaient mais ils semblent ne pas nuire du tout ! Probablement car leur fréquence de résonance est à plus du double de la fréquence de travail.

Réglages :
L'idéal est de posséder un analyseur de réseau, mais une réalisation propre ne nécessite quasiment pas de retouche.
-On dégrossit l'adaptation en modifiant la distance l'illuminateur/disque 1
-On parfait l'adaptation en déplaçant les disques 1(env ±100%) et 2 (env ±20%)
-La longueur du probe a finalement peu d'influence et n'est pas à retoucher.

La fixation de l'illuminateur par glissement comme ma réalisation 2,4 GHZ permet une mise au point agréable.

Exemple de réalisation en 5,7 GHZ - 20 disques :




Illuminateur en tube de cuivre 38/40, fond en laiton de 1mm.
Probe diam 1,4 mm de 11,2 mm disposé à 13,1 mm du fond
Distance probe/disque N° 1: env 30 mm
Distance disque N°1 /disque N° 2: env 11 mm
Distance entre autres disques: 15 mm
Rondelles de 4x15mm
Tige filetée laiton de 4mm, longueur env 300mm
Longueur hors tout de l'avant de l'antenne à l'arrière de l'illuminateur: 333 mm

Les résultats sont conformes au calcul et ne nécessitent même pas de vis de réglage !
Les diverses photos sont explicites et les mesures d'adaptation convaincantes :


Gain mesuré >15dBi
Adaptation >20 dB sur env 140 MHZ soit ROS< 1,2

Note de F8APF : On peut mettre deux tiges illuminatrices à 90 ° dans le guide d'onde, afin d'avoir les polarisations horizontale et verticale (comme déja vu dans des cornets de parabole), voire circulaire en utilisant un réseau déphaseur... C'est la particularité des directeurs en forme de disques, qui se prêtent à toutes les polarisations.

Essais chez F6HTJ de cette antenne en ATV 5,7 GHz :
  
(La mire de F1ZUB est en noir et blanc d'origine)


Autre exemple de réalisation en 2,4 GHZ - 14 disques :




Illuminateur: boite de conserve diamètre 85mm, profondeur 85mm
Probe diam 3 mm de 26,5 mm disposé à 32mm du fond
Distance probe/disque N° 1: env 12 mm
Distance disque N°1 /disque N° 2: env 30 mm
Distance entre autres disques: 36 mm
Rondelles de 10x35,7mm
Tige filetée inox de 10mm, longueur env 485mm
Fixation sur boom alu 11x18mm par 2 entretoises en tige filetée de diam 4mm
Et positionnement illuminateur par glissement.
Longueur hors tout de l'avant de l'antenne à l'arrière de l'illuminateur: 525mm
Excellents résultats conformes aux calculs.
L'adaptation est hors des espérances, puisque utilisable de 2,1 à 2,7 GHZ
mais conforme à la bande passante théorique de l'illuminateur guide d'ondes !!!!


Gain mesuré >14dBi
Adaptation lissée >20 dB sur env 700 MHZ soit ROS< 1,2
Optimisée à 2350 MHZ ±50 env 30 dB soit ROS 1,06

Super antenne cigare ATV 2,4 GHZ 27 disques réalisation F1DVP :

Illuminateur: boite de conserve diamètre 85mm, profondeur 85mm
Probe diam 3 mm de 26,5 mm disposé à 32mm du fond
Distance probe/disque N° 1: env 12 mm
Distance disque N°1 /disque N° 2: env 30 mm
Distance entre autres disques: 36 mm
Rondelles de 10x35mm
Tige filetée inox de 10mm, longueur env 1m
Fixation sur demi boom alu 15x20 mm par 2 entretoises en tige filetée de diam 4mm
Et positionnement illuminateur par glissement.
Longueur hors tout de l'avant de l'antenne à l'arrière de l'illuminateur: 1,10m
Excellents résultats conformes aux calculs.
L'adaptation est toujours utilisable de 2,1 à 2,7 GHZ
toujours conforme à la bande passante théorique de l'illuminateur guide d'ondes !!!!
Mesures sur analyseur de réseau HP de F1UCG le 14/05/2008 :

Gain mesuré env 17dBi
Adaptation >20 dB sur env 700 MHZ soit ROS< 1,2
Optimisée à 2350 MHZ ±50 env 30 dB soit ROS 1,06
Angle d'ouverture mesuré env ±15°



On remarque que pour la polar H, le probe étant horizontal, on décide de ne pas mettre de capotage, seulement 2 trous d'évacuation d'eau dans la partie basse, métal protégé de la corrosion par un peu d'araldite. On espère que la protection anticorrosion interne d'origine sera suffisante, éventuellement, ajouter 2 couches de vernis électrofuge.



3 couches de peinture noire à l'extérieur de l'illuminateur seront suffisantes, remarquer la modif ovale de l'embase coaxiale pour faciliter la soudure.
Remarquer les 2 équerres laiton qui permettront le réglage de position sur le boom.
Pour protéger la tige filetée, les rondelles et écrous, on utilisera une peinture anti-rouille (galvanisation à froid) en deux couches minimum.





Aspect montée sur le demi boom, avant mise en place de la fixation.
Le demi boom est une excellente idée de F1DVP pour alléger le dispositif et d'éviter tout voisinage métallique près des disques avant.



Détail de la fixation à partir d'une demi fixation murale standard, montée à l'envers.
Les trous oblongs permettront de faire un réglage fin du site si nécessaire.
Précaution : on enfilera des entretoises ou un renfort interne plein dans le boom pour éviter l'écrasement des deux boulons diam 8mm de fixation.



Très bel aspect fini de l'antenne !



    Article, réalisation et photos F1UCG Daniel 27/03/2007,
    remise à jour le 06/05/2008 et le 22/05/2008.
    Transposition en HTML F8APF Patrick.