Antenne Yagi 6 éléments 144 à 146 MHz,
conçue pour le trafic portable



Depuis un certain temps, j'utilise une Yagi VHF 3 éléments pour le trafic portable, notamment lors des contests d'été. Elle a l'avantage de se faire "oublier" dans le coffre de ma petite voiture toute l'année, au milieu des câbles de démarrage, chaînes, triangles de signalisation, caissette à outils du "mécano du dimanche"... L'inconvénient est d'être un peu juste pour le DX, ce que me rabâche chaque année Michel F6HTJ, accro du DX THF : "Ta trois éléments est bien juste pour le DX..."
Aprés de nombreux rêves éveillés, J'ai trouvé un compromis entre efficacité, encombrement, simplicité de mise en oeuvre et de stockage :
Contrairement à ma Yagi 5 éléments à bande étroite conçue pour l'APRS, il faut pouvoir passer toute la bande deux mètres, de sorte à pouvoir bien couvrir depuis la télégraphie aux relais, en passant par la phonie.
Aprés avoir consulté divers sites sur les Yagis longues et courtes, je constate évidemment qu'aucune antenne a les mêmes côtes électriques et mécaniques...
Je me réfère donc à mes précédentes réalisations en raisonnant simplement :
Une yagi "large bande" doit avoir ses éléments de plus en plus petits en partant du réflecteur jusqu'au dernier directeur.
Leur longueur respective est raccourcie par les capacités dues à leur diamètre, et à la proximité d'un élément vis a vis des autres.
En aucun cas un élément ne doit être plus grand que celui qui se trouve derrière lui, bien sûr :

Le boom, d'une longueur de deux mètres, est en section carrée de 20 x 20 mm, et se démonte en deux parties.
  • Le réflecteur (à l'arrière de l'antenne, diamètre tube 10 à 12 mm) doit être le plus grand possible, tout en restant raisonnable, mais est toujours l'élément le plus grand. (On pourait y mettre une grosse tôle, grillage ou bien plusieurs réflecteurs les uns sur les autres...) Je me marre quand j'entends "Le réflecteur doit faire 127,8 cm pile (sauf s'il est "piloté" comme une HB9CV bien évidemment) !"
  • Le radiateur (où est connecté le TRX, diamètre tube 12 mm), dans le cas de la bande large, est généralement constitué en "trombone", et résonne sur la fréquence la plus basse (ici 144 MHz) :

    Il est "préadapté" et symétrisé par une ligne d'une demi-onde, multipliée par le coefficient de vélocité (0,69 pour Téflon® ou 0,66 pour Polyéthylène...) :

    Ici, ligne semi-rigide isolée Téflon® de 71,3 cm de long,
    enroulée dans le boîtier de connexion. La longueur du
    câble allant au socle N n'a aucune importance.
    Le diamètre des câbles est de 5 mm,
    ce qui permet avec ce type d'isolant de passer notre
    puissance maximum autorisée par la règlementation.

    Ce Balun 1/4 ainsi formé, fait passer l'impédance du trombone de 300 à 75 Ohms, c'est le rapprochement du premier directeur qui fera en grosse partie baisser cette impédance finale à 50 Ohms. Si on utilisait du coax 75 Ohms, le premier directeur serait tout simplement plus éloigné du trombone !
    Sur la photo précédente, on voit un connecteur N qui va sur un socle de "traversée" femelle / femelle, de façon à pouvoir connecter l'antenne sur un gros câble (RG 214 U) muni d'une N coudée :

  • Les directeurs (qui se trouvent entre le radiateur et la "cible", diamètre tube 10 mm), résonnent à tour de rôle sur des fréquences de plus en plus hautes (le dernier sur 146 MHz).
    Hélas ce n'est pas aussi simple et tout est interdépendant : Les écartements sont fonction de l'épaisseur des éléments, du boom, et des dimensions des éléments adjacents ! Résultat : une bonne demi-journée pour régler l'antenne ! Pour ma part, aprés avoir placé le réflecteur à à peu prés un quart d'onde du trombone, j'ai mis les directeurs sur le boom fixés provisoirement avec des élastiques.
    Le premier directeur à un rôle primordial, c'est lui qui va adapter l'antenne au TRX, en "creusant" le ROS, et qui va commencer à élargir la bande-passante vers le haut.
    Les autres continuent à élargir progressivement cette bande-passante jusqu'à la QRG limite haute.
    Leur écartement est à ajuster pour obtenir le rapport ROS / bande-passante.
    Je fixe ensuite définitivement les directeurs sur le boom les uns aprés les autres, en réajustant à fur et à mesure les directeurs suivants.
    L'antenne doit être, pendant sa mise au point, distante de tout obstacle d'au moins une longueur d'onde, et surtout RIEN DEVANT !
    Les réglages sont fastidieux car il faut s'éloigner de l'antenne aprés chaque ajustage des éléments.
    Au bout d'un "mauvais moment à passer", car tout se tient, on arrive à un assez bon résultat (ROS 1.1 dans la bande) :

    Bien évidemment, si l'on ne dispose pas de ROS-mètre panoramique, et que l'on a un "simple" ROS-mètre, on ne poura pas optimiser les performances de l'antenne, mais on doit pouvoir obtenir de bons résultats en sous-bande.
    Contrôle final avant d'aller "promener" l'antenne : Un morceau de ferraille d'un mètre de long, placé dans le même plan de polarisation devant la Yagi (même à quelques mètres) doit dérégler celle-ci, alors que placé dans une polarisation de 90 Degrés, ne doit pas agir de façon significative. Plus le phénomène dure avec une distance de plus en plus grande, meilleur sera le gain (astuce).

    Me voilà enfin prêt pour les activités VHF de l'été. Et vous ?

    F8APF Patrick 05/2008.
    Matériel de mesure F1UCG/p.