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L'antenne Verticale
Par Pascal VA2PV

Voici les principales caractéristiques d'une antenne verticale. Ce type d'antenne vous permet d'obtenir un patron de rayonnement omnidirectionnel (efficacité dans toutes les directions de façon égale). Elle comporte plusieurs avantages ainsi que plusieurs désavantages.

Avantages

Elle occupe moins d'espace qu'une dipôle coupée pour la même fréquence. Parce qu'on utilise la hauteur au lieu de la largeur et que la verticale (1/4 de longueur d'onde) est la moitié moins longue que la dipôle (1/2 longueur d'onde).

Lorsque cette antenne est bien installée, elle irradie son énergie RF sous un angle bas, ceci vous donne plus d'efficacité pour les stations éloigné (DX). C'est-à-dire qu'elle fait moins de bonds dans l'ionosphère pour ce rendre à destination égale. Son angle plus bas permet une distance de saut est plus grande. Le signal est donc moins atténué sur une longue distance, par contre sa zone de silence est plus longue.

Souvent l'élément rayonnant d'une vertical est de plus gros calibre que les antennes dipôles, ce qui permet une plus grande couverture sur la bande (largeur de bande) avec un faible TOS (SWR).

Aucun pylône n'est nécessaire afin de l'installer.

Aucun instrument de rotation (rotor) n'est nécessaire.

Désavantages

Pour qu'elle soit efficace, elle doit avoir un système de radial qui sont au moins la moitié d'une demi longueur d'onde afin de compléter l'antenne. Une bonne quantité d'espace au sol est nécessaire pour son installation, par contre, lorsque l'antenne est installée il ne reste qu'à enfouir les radiaux sous la terre pour les faire disparaître.

Afin d'avoir un bon rendement, l'antenne, si elle est directement sur le sol doit être dégagé de tout obstacle comme les fils électriques, arbres, etc. Le plus loin possible de tout ce que qui est conducteur.

Son patron de rayonnement omnidirectionnel a le désavantage de recevoir les signaux venant de toutes les directions. Comparativement à une antenne de type Yagi, elle est plus susceptible d'interférences (QRM).

Elle est plus sensible aux bruits électriques générés par l'activité humaine. Ceci est du au fait que la plupart de ces bruits sont irradiés selon un plan vertical. Donc, elle est moins recommandée en milieu urbain. Ce qui est un peu contradictoire et dommage c'est que c'est dans ces conditions que nous avons besoins d'économiser l'espace. Malheureusement, ce phénomène se produit également dans l'autre sens, c'est à dire que vous risquez aussi d'interférer avec les autres appareils électriques (comme les télévisions).

Si vous vous servez d'une antenne vertical pour les communications locales et que les autres stations sont polarisée horizontale, dans ces conditions, la différence de polarisation vous pénalisera de 20 dB (autant en émission qu'en réception).

Les bandes

Voici les bandes où la polarisation verticale est le plus utilisé ; 70 cm, 2, 10, 12, 15, 17 et 20 mètres. Sur les bandes VHF la plupart des gens utilisent la polarisation verticale, par contre certaine station les installes horizontale afin de faire du BLU (SSB).

En conclusion

Les antennes verticales sont de bonne antenne et dans de bonnes conditions elles sont très intéressantes à opérer. Afin de vous permettre d'expérimenter sur ce type d'antenne, nous vous suggérons un plan qui vous permettra d'en construire une à peu de frais.

L'antenne verticale HF en tuyaux de cuivre à plomberie

Pour l'exemple, nous utiliserons la bande du 15 mètres.

Ceci est une antenne de 15 mètres vertical qui s'installe directement au sol avec un système de radial.

Voici le matériel nécessaire

  • Tuyau de cuivre ½ pouce de 12 pieds

  • Tuyau de cuivre ½ pouce de 6 pieds

  • Un " cap " de tuyau de cuivre ½ pouce (pour l'élément rayonnant)

  • Joins de PVC ou autre

  • 200 pieds de fils de cuivre #14 AWG

  • Un sceau de plastique (5 gallons)

  • Câble coaxial de 50 ohms

  • Connecteur PL-259

Calculs

Voici les calculs nécessaires à sa construction.

234 / 21.200 (mhz) = 11.04 pieds ( 11 pieds et ½ pouce)

Ceci veut dire que l'élément rayonnant aura 11.04 pieds et que les radials auront 11.04 + 5%, soit 11.59 pieds (11 pieds et 7 pouces).

Construction

Premièrement, trouvez l'emplacement de l'antenne, n'oubliez pas que vous avez besoin d'un minimum de 24 pieds de diamètre environ afin d'installer les radials. Identifiez le centre et planter à l'aide d'une masse le tuyaux de cuivre de 6 pieds le plus loin possible, mais vous devez conserver au moins 10 pouces qui sort de terre. Si vous voulez que votre antenne soit le plus droit possible, assurez-vous de planter ce tuyaux aussi droit que possible. Le bout du tuyau sera très endommagé après avoir utilisé la masse, coupez le bout endommagé avec une scie à fer afin de le rendre droit. Après avoir coupé cette partie, assurez-vous d'avoir au moins 6 pouces qui sort de terre.

Maintenant, faites un cercle avec un fil de cuivre #14 AWG d'environ 8 pouces de diamètre et soudez le afin que le cercle ne se défasse plus. Ensuite, soudez un fil de cuivre #14 (environ 6 pouces de long) sur le tuyaux qui sert de mise à la terre et soudez l'autre extrémité après le cercle que vous venez de faire. Il préférable d'en souder plusieurs afin d'avoir une meilleur connexion.

Installez au minimum 4 radiaux (un dans chaque directions) coupés à 11.59 pieds en les soudants au cercle central. Idéalement, 120 radiaux vous donnent la plus grande efficacité, mais par expérience 16 est suffisant pour vous donner un excellent rendement. Ceci dépend de la qualité de votre sol, plus il est humide moins vous aurez besoin de radiaux. Un sol salin est aussi un atout. Creusez une petite tranché à chaque endroit où vous avez un radial et enfoncez les dans cette fente afin de les dissimuler sous la tourbe. Vous pouvez également enfouir le câble coaxial de la même façon. Nous vous conseillons l'utilisation de clous de 3 pouces aux extrémités des radiaux. Vous les attachés aux radiaux en tirant afin de conserver une légère tension et plantez le clou en angle dans le sol (comme un piquet de tente).

Installez l'isolateur de PVC entre le tuyaux qui est dans la terre (la mise à la terre) et l'élément rayonnant coupé à 11.04 pieds. Cette partie est plus difficile car les deux tuyaux ne doivent pas faire contact. Idéalement, l'isolateur aura au moins 4 pouces. Il vous sera difficile de faire une joint non conducteur qui sera assez solide pour soutenir l'antenne. À vous d'être inventif. Personnellement, j'avais installé un sceau de 5 gallons à l'envers avec un trou au centre, scellé avec du silicone. Ceci cachait les connexions et empêchais l'isolateur de PVC de torde et de briser. Vous lui ajoutez du poids et l'enterrez dans le bas afin de le solidifier.

Pour connecter votre câble coaxial de 50 ohms, vous soudez le " Shield " après la tige central où le cercle de radial et le centre du coax au bas de l'élément rayonnant.

Vous pouvez convertir ce plan en une antenne multi-bandes, tout ce que vous avez à faire est d'installer un joint que vous pouvez visser afin de changer les " whip " (élément rayonnant) à environ 4 pieds. Ainsi vous pouvez y viser différente longueur afin d'obtenir la résonance voulue. Par contre, vos radiaux doivent être 5 % plus long que la fréquence la plus longue que vous voulez utiliser. Exemple avec les radiaux de la 15 mètre vous pourriez facilement changer les " whips " pour 10 et 12 mètres.

Finalement, un petit point important à se rappeler, la sécurité. Rappelez-vous que l'énergie qui sera transportée dans cette antenne est très élevée et que les niveaux de tension et de courant sont considérables. Il faudra donc bien penser à cela lorsque vous ferez l'installation. N'oubliez pas aussi que même si vous n'avez pas d'enfant, un petit voisin peut facilement être intrigué par ce bout de tuyau et il peut facilement venir y mettre la main pendant que vous opérez. C'est à vous de voir à ce que la sécurité soit au rendez-vous autour de l'antenne.

Sur cela, nous vous souhaitons de bonnes expérimentations avec les antennes verticales.


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Pascal VA2PV
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