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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Antenne demi-onde multibande. Encyclopédie de la radioélectronique et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Antennes HF Depuis le début du développement des ondes courtes, les radioamateurs s'intéressent constamment aux antennes filaires dont la longueur de l'émetteur est égale ou multiple de la moitié de la longueur d'onde, et son excitation s'effectue depuis l'extrémité de l'émetteur. Dans la littérature anglophone, de telles antennes sont appelées EFHW, qui signifie « end fed half wave » antenne. La plus célèbre d'entre elles est peut-être l'antenne Fuchs, dans laquelle l'émetteur est excité par un circuit oscillant parallèle supplémentaire accordé sur la fréquence de fonctionnement. Ce qui en séduit beaucoup, c'est que, selon Fuchs, elle ne nécessite pas de bonne « masse » ou « masse radio » (contrepoids) contrairement à la plupart des antennes simples (nombreuses antennes filaires, GP, etc.). Cette affirmation est erronée, même si cette antenne s’est avérée opérationnelle sans contrepoids évidents. C'est juste que leurs exigences ne sont pas élevées (pas les mêmes que, par exemple, GP), et leur rôle est souvent joué par ce qui est connecté au circuit d'adaptation (alimentation, boîtier de l'émetteur). Bien que l'antenne EFHW soit essentiellement multibande, elle présente également aujourd'hui un petit inconvénient : elle ne fonctionne sans problème que sur plusieurs bandes HF (« anciennes »). Et maintenant, il y en a déjà plusieurs qui ne rentrent pas dans cette grille. Le deuxième inconvénient est que sur différentes bandes, de telles antennes avec une longueur électrique constante de l'émetteur ont des diagrammes de rayonnement différents sur différentes bandes. Mais absolument toutes ces antennes, à commencer par WINDOM, présentent cet inconvénient. Cependant, ils ferment toujours les yeux sur cela, car dans des conditions urbaines réelles, il n'est pas toujours possible d'installer ne serait-ce qu'une seule antenne filaire. L'impédance de sortie des émetteurs-récepteurs et émetteurs modernes est faible (généralement 50 ohms), ce qui signifie qu'un dispositif d'adaptation est nécessaire pour exciter une antenne demi-onde, qui a une impédance d'entrée élevée (jusqu'à plusieurs kilo-ohms). Il peut s'agir d'un circuit oscillant parallèle, comme dans l'antenne Fuchs, ou de divers circuits LC. L'inconvénient de tels dispositifs d'adaptation dans une antenne multibande est la nécessité de commutations et d'ajustements lors du passage d'une bande à l'autre. Les transformateurs haute fréquence à large bande sur noyaux magnétiques en ferrite sont utilisés depuis longtemps dans les amplificateurs à transistors, en particulier dans les amplificateurs de puissance à large bande. Par conséquent, il ne faut pas être surpris que l'idée soit née d'alimenter un émetteur demi-onde depuis l'extrémité via un tel transformateur. L'avantage est clair : lors du changement de gamme, il n'est pas nécessaire d'activer l'appareil correspondant. L'une des variantes d'une telle antenne a été proposée par le néerlandais PD7MAA à ondes courtes [1]. Il l'a utilisé pour travailler sur le terrain, mais il convient également comme outil stationnaire en ville. Après tout, de nombreux opérateurs d'ondes courtes sont obligés de limiter leur « gestion d'antenne » à une antenne filaire s'étendant de la fenêtre de l'appartement jusqu'à un poteau ou un arbre à proximité. Il a mis en œuvre deux options d'antenne : une pour les bandes de 80, 40, 20, 15 et 10 mètres, et l'autre pour les bandes de 40, 20 et 10 mètres. Ils ne diffèrent que par la conception de l'émetteur. Une version de l'antenne pour 40, 20 et 10 mètres et son dispositif correspondant est illustrée à la Fig. 1. Pour elle A=10,1 m, B=1,85 m.
Son émetteur est formé d'un morceau de fil demi-onde (pour une portée de 20 mètres), d'une bobine inductrice L1 et d'un morceau de fil relativement court connecté après cette bobine. L'inductance de la bobine L1 est choisie telle (34 µH) que, avec le deuxième morceau de fil, la longueur électrique de l'émetteur soit proche de la moitié de la longueur d'onde sur la plage de 40 mètres. Sur les gammes 20 et 10 mètres, cet inducteur agit comme un starter, "coupant" pratiquement une section supplémentaire de la partie principale de l'émetteur, et sa longueur devient égale à la moitié de la longueur d'onde sur la gamme 20 mètres et d'une longueur d'onde sur la gamme 10 mètres. Portée de 2 mètres. En conséquence, des émetteurs « demi-onde » sont connectés au dispositif d’adaptation sur les trois bandes. La distribution des courants sur l'émetteur pour ces plages est représentée sur la Fig. XNUMX.
L'inducteur L1 est enroulé sur un châssis en plastique d'un diamètre de 19 mm et comporte 90 tours de fil d'un diamètre de 1 mm. Le dispositif d'adaptation s'est avéré extrêmement simple : un transformateur HF à large bande T1 et un condensateur de correction C1. Il est placé dans une petite boîte en plastique (Fig. 3). Le transformateur est réalisé sur un noyau magnétique FT 140-43 de chez Amindon. Son enroulement primaire est de 2 tours, son enroulement secondaire est de 16 tours. Les enroulements sont enroulés avec du fil d'un diamètre de 1 mm.
L'enroulement secondaire, comme le montre la Fig. 3, est divisé en deux parties espacées autour de l'anneau, comportant chacune 8 tours. Une particularité dans la conception de ce transformateur est que le fil de l'enroulement primaire et le fil des deux premiers tours de l'enroulement secondaire (en bas sur la figure 3) sont entrelacés. Ceci est également clairement visible sur la Fig. 3. Le condensateur C1 est utilisé pour corriger la réponse en fréquence du dispositif correspondant sur la plage de 28 MHz (10 mètres). Sa capacité peut être comprise entre 100 et 150 pF. Il doit être conçu pour une tension nominale de 1000 V. Sur le corps de l'appareil d'adaptation se trouvent un connecteur RF coaxial XW1 pour connecter le câble provenant de l'émetteur-récepteur, et la borne E1 pour connecter l'émetteur de l'antenne. Ce dispositif d'adaptation est conçu pour une puissance d'émission-réception d'environ 100 watts. Une autre version de l'antenne PD7MAA, conçue pour fonctionner sur les bandes 80, 40, 20, 15 et 10 mètres, ne diffère que par la taille de l'émetteur et l'inductance de la bobine L1. Pour cela, les dimensions sont A = 20,35 m et B = 2,39 m, et la bobine a une inductance de 110 μH. Il est également enroulé sur un châssis d'un diamètre de 19 mm - 260 tours de fil d'un diamètre de 1 mm. Vous devez installer une self de câble sur l'alimentation de l'émetteur-récepteur (mettre, par exemple, un «loquet» en ferrite), et il est conseillé de connecter des contrepoids courts à l'appareil correspondant. Leur longueur n'est pas critique : pour une antenne Fuchs, une longueur d'environ 0,05λ est recommandée dans la littérature. Le réglage de l'émetteur pour les deux options d'antenne commence par les gammes haute fréquence. L'inductance L1 n'est pas un bon « réjecteur » (une échelle, comme dans l'antenne W3DZZ), donc la deuxième section de l'émetteur (B) peut légèrement influencer la fréquence de résonance de l'émetteur. En conséquence, une certaine correction de son inductance peut être nécessaire. Dans la gamme de fréquences les plus basses, le réglage revient à sélectionner la longueur du segment B de manière à ce que la longueur électrique de l'émetteur (sa fréquence de résonance) dans cette gamme (respectivement 40 ou 80 mètres) soit proche de « une demi-onde ». La société américaine PAR Electronics produit plusieurs antennes de ce type, dont une antenne appelée EF-10/20/40 MKII pour les portées de 40, 20 et 10 mètres [2]. Des données intéressantes issues de ses tests sont disponibles sur Internet [3, 4]. Cette antenne est dotée d'un dispositif correspondant conçu pour une puissance nominale inférieure (25 W), mais est par ailleurs très similaire à l'antenne PD7MAA. En figue. La figure 4 montre une photographie du kit d'installation de cette antenne.
Selon la société, sa bande passante sur la plage de 20 mètres à SWR=1,5 est d'environ 500 kHz. Sur la plage de 40 mètres, elle est d'environ 140 kHz au niveau SWR = 2, et sur la plage de 10 mètres, elle est d'environ 900 kHz au niveau SWR = 1,5. Ces données correspondent à un départ avec une impédance caractéristique de 50 Ohms. Autrement dit, ce sont des valeurs de bande passante très correctes pour une simple antenne multibande. La description de l'antenne fournit des informations qui peuvent être utiles lors de la configuration de l'antenne PD7MAA. La modification de la longueur de la partie principale de l'émetteur et de son segment supplémentaire (A et B sur la figure 1) de 1 pouce (2,5 cm) entraîne un décalage de la bande passante de 30...35 kHz. littérature
Auteur : Boris Stepanov (RU3AX)
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