ART-REF_1971-01-F5AD

Essais d'antennes verticales en DX

Article paru dans la revue Radio REF de janvier 1971

Lorsqu'on parle d'antenne verticale, on pense immédiatement à la « ground plane » lambda/4 dont l'efficacité en DX est bien connue. On peut cependant utiliser des verticales de longueur supérieure à lambda/ 4 ; cet article va tenter de résumer les essais qui ont pu être menés dans ce sens.

COMPARAISON DOUBLET-GROUND PLANE

L'efficacité en DX d'une antenne dépend en grande partie de l'angle que fait le maximum de son lobe de rayonnement avec l'horizontale. En effet, pour atteindre une station éloignée donnée, une antenne rayonnant à l'horizontale nécessitera supposons 3 bonds, alors qu'une antenne rayonnant à 30° par exemple en provoquera 4 ou 5 avec les pertes correspondantes (figure 1).

Une antenne horizontale simple, du fait de la présence du sol conducteur et de l'image électrique qu'il produit possède un minimum de rayonnement à l'horizontale, pour un doublet, les courbes sont données figure 2 en fonction de sa hauteur au-dessus du sol. On voit qu'en élevant l'antenne, cet angle diminue et favorise le DX, mais au-dessus de lambda /2 des folioles apparaissent, et c'est autant d'énergie perdue pour les petites angles.

Le principal intérêt des antennes G.P. réside dans le fait qu'avec leur plan de masse artificiel, elles s'affranchissent de l'influence du sol. Le lobe de rayonnement dans le plan vertical d'une GPA lambda /4 est donné figure 3a ; on voit que le maximum de rayonnement se produit à l'horizontale, ce qui est le but recherché.

En fait, cela suppose un sol parfait, sur sol réel il n’y a pas de rayonnement à l’angle zéro (pointillés).
En superposant les lobes de rayonnement du doublet à À/2, et de la GPA, et en rapportant les diagrammes à la même échelle, on voit immédiatement que la verticale est supérieure au doublet pour toutes les liaisons favorisées par un angle de départ inférieur à théta, donc les liaisons DX, mais que par contre le doublet sera très supérieur pour des liaisons nécessitant un angle supérieur à théta : liaisons à courte distance limitées à l'Europe ou à l'hexagone.

COMPARAISONS ENTRE VERTICALES

Nous donnons figure 4a et 4b les lobes de rayonnement dans le plan vertical de GPA lambda/4 et lambda/2. Le lobe de la GPA lambda/2 est plus aplati d'où un gain par rapport à la GPA lambda/4. Au-delà de lambda/2 apparaissent des folioles qui réduisent le rayonnement DX au profit de liaisons plus rapprochées. La valeur optimum est 5* lambda/8.

RESULTATS PRATIQUES

L'antenne utilisée est un fouet vertical de 10 mètres muni de quatre radians horizontaux de 10m chacun, avec système d'adaptation d'impédance à la base (voir Radio-REF n° 11, 1969, page 741). Elle se comporte en GPA lambda/4 sur 40m, lambda/2 sur 20m, 3* lambda//4 sur 15m et lambda, sur 10m. Elle a été comparée à un dipôle sur 40 m avec h = lambda/4, et à des GPA lambda/4 sur 20, 15 et 10m; toutes ces antennes, parfaitement adaptées avaient des ROS inférieurs à 1,1 et avaient leurs bases à la même altitude.

A titre indicatif, le brin vertical est constitué de 10 éléments vissables d'origine surplus ; normalement ces éléments sont prévus pour obtenir un fouet de 5 m, mais l'élément du bas peut se visser dans un élément identique à lui-même d'où possibilité de réaliser un fouet de longueur quelconque.

L'érection d'une telle antenne déroute un peu de prime abord car, si chaque élément pris isolément semble être d'une rigidité parfaite, lorsqu'il y en a. dix mis bout à bout, l'ensemble présente toutes les caractéristiques d'un spaghetti bien cuit !

On y parvient pourtant en disposant une nappe de haubans en nylon tous les deux éléments.

Le système d'adaptation d'impédance est donné figure 5a pour le 40 et le 15m et figure 5b pour le 20m et le 10m. La prise sur la bobine et la position du CV sont à régler pour un minimum de ROS.

Sur 40 m, par rapport au dipôle, les stations DX (ZM, YV) gagnent jusqu'à deux points « S-mètre », les stations européennes (SM, LA...) gagnent 1 point, et les stations françaises perdent jusqu'à 1 point. Cela correspond à ce que l'on pouvait prévoir, . ne pas prendre cependant au pied de la lettre les contrôles en point S-mètres, vu l’étalonnage de nos récepteurs, mais il y a de quoi être (agréablement) surpris par l'efficacité apportée en grand DX, et la liste du 5 bandes DXCC subit une brutale accélération.

Sur 20 m, par rapport à une GPA lambda/4 les stations DX gagnent un demi point, on ne voit pas de différence sur les stations européennes éloignées, les stations françaises ou voisines perdent de 1/2 à 1 point.

Sur 15m, par rapport à une GPA lambda /4, les résultats sont identiques ou légèrement inférieurs en DX et supérieurs de 1/2 à 1 point à moyenne distance (apparition de folioles à des angles élevés).

Sur 10 m, toujours par rapport à une GPA Sur 10 m, toujours par rapport à une GPA lambda/4, les résultats sont inférieurs de 1 point dans tous les cas.

CONCLUSION
On a donc tout intérêt quand cela est possible à monter une GPA lambda/2 ; on peutrencontrer certaines difficultés pour le 80 m, mais en cas de réussite d'une lambda /4 sur 80 m, qui agira en lambda /2 sur 40 m, on peut s'attendre à un trafic sortant de l'ordinaire.

Sur 20, 15 et 10m, cela ne pose aucun problème.
En toute théorie, des antennes 5 lambda /8 doivent donner des résultats supérieurs encore.

André Ducros F5AD

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