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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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