XQuad 14 MHz
l'antenne pour QSO francophones
Par F5AD
Tout a commencé quand Raymond, F6BES, m'a expliqué qu'il souhaitait écouter ou contacter des stations francophones sur 14 MHz, et qu'il préfèrerait éviter les monstres rotatifs que le Mistral se plaît à exploser régulièrement.
En regardant une
mappemonde, on trouve pas mal de stations francophones chez nos
amis canadiens, et pas mal aussi dans l'océan indien, et, la
dérive des continents ayant bien fait son oeuvre, on peut
constater que ces deux directions sont quasiment à 180° l'une
de l'autre vues de la France.
Il fallait donc à Raymond une antenne bidirective, présentant un maximum de gain avec un lobe bas sur l'horizon, et n'ayant besoin que d'un seul support, (de 18m en l'occurrence).
La XQuad, (ou Extended Quad) dérivée de la Lazy H répondant au cahier des charges, dès le lendemain c'était parti.
Principe:
C'est un cadre disposé en losange, ouvert en haut et en bas; les cotés mesurent une demi longueur d'onde, l'alimentation se fait en bas à haute impédance par ligne bifilaire ou directement par boîte d'accord; le gain théorique est de l'ordre de 4 dBd.
Construction:
Sur 14,130 MHz les cotés mesurent 10,08m ce qui fait une diagonale du cadre de 14,26m; comme le point d'alimentation doit être au moins à un quart de lambda du sol cela fait un total de 5,31 + 14,26 = 19,57m.
Ca commence mal vu que le pylône support ne fait que 18m; on va donc aplatir un peu le losange:
Le point d'alimentation sera à 6m du sol et le sommet à 18.
Alimentation:
Dans ces conditions, on obtient une impédance au point d'alimentation de l'ordre de 1400 Ohms; la disposition des lieux ne permet pas une ligne bifilaire jusqu'à l'émetteur, on va mettre uniquement un quart d'onde de ligne soit 5,16m en tenant compte d'un facteur de vélocité de 0,972; puis la boîte d'accord, puis du câble coaxial.
La boîte d'accord en bas de cette ligne sera ainsi à 80cm du sol, ce qui sera parfait pour la mise au point.
La ligne ayant une impédance caractéristique de 600 Ohms, va ramener sur la boîte une impédance de l'ordre de 600x600/1400 # 250 Ohms que la boîte va transformer en 50 Ohms pour le câble coaxial qui la relie à l'émetteur. En plus elle compensera les composantes capacitives ou selfiques et symétrisera le tout.
La bobine comporte 10 spires, le condensateur variable de 150 pF l'accorde sur 14,130 MHz.
La tresse du câble coaxial est réunie exactement au centre de la bobine; les deux fils de la ligne viennent se souder à trois spires de part et d'autre de cette prise médiane.
La mise au point consiste à chercher sur quelle spire brancher l'âme du câble coaxial pour obtenir un ROS de quasiment 1/1 tout en ajustant le C.V.
On trouve entre deux et trois spires.
Résultats:
Le ROS au centre de la bande est parfait, ce qui est normal avec une boîte d'accord; sans retoucher au CV, il reste inférieur à 1,5 sur toute la bande, ce qui est assez joli, la porte est ouverte à la graphie comme à la phonie.
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Les lobes de rayonnement théoriques calculée avec MMANA pour un sol mauvais sont reproduits ci-dessus, ils sont quasi idéaux; on peut y constater le peu de rayonnement inutile vers le ciel.
La réalité ne doit pas être loin car l'écoute du trafic montre une belle directivité dans les deux directions favorisées, et une nette supériorité de cette antenne dans ces directions par rapport à une Lévy en V inversé et aux lobes incertains, alors que la Lévy prédomine dans les directions perpendiculaires; tout est logique, ce qui est bon signe.
On voit ici une pointe de la XQuad, une Lévy et sa ligne bifilaire, et quelques autres antennes...
Et si on enlevait le X ?
Finalement, cette XQuad sur 20m, ça ressemble beaucoup à une Quad sur 40; seule différence, le sommet est ouvert en XQuad 20m, il est fermé en Quad 40m.
Et si on mettait un relais là-haut ? Ou mieux, si on y mettait une ligne bifilaire ouverte lambda/2 sur 20m et qui donc serait sans effet sur 20m puisque ramenant un circuit ouvert, mais qui sur 40m ramènerait un court circuit puisque mesurant alors lambda/4 ?
Aussitôt dit aussitot fait, la ligne réalisée en fil électricien avec un coefficient de vélocité de 0,972 mesure 10,29m ce qui la fait résonner sur 7,100 et 14,150; en bas il faut deux boîtes d'accord pour attaquer l'antenne, on passe de l'une à l'autre par un relais alimenté depuis la station.
La bobine verticale correspond au 40m, le relais alimente l'antenne par les deux fils bleu-clair.
Avec une troisième palette on aurait pu commuter le câble coaxial vers l'une ou l'autre bobine; ici ce n'est pas le cas, il y a deux câbles.
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