Imprimez votre antenne "canne à pêche", un quart d'onde  multibandes 20, 30 et 40m pour le portable et les SOTA !!!

Imprimez votre antenne ...

Et oui, les choses évoluent et les nouvelles technologies nous viennent en aide pour nous simplifier la tâche.

Il devient de plus en plus simple de construire notre matériel radio grâce à des modules électroniques déjà fonctionnels, grâce à l'apparition des Nano-ordinateurs (Raspberry Pi...) et depuis quelques années les imprimantes 3D.

Pour ceux qui n'en sont pas déjà convaincu, je vous l'annonce sans hésitation, sous peu, il y aura une imprimante 3D dans tout bon chack radio qui se respecte.

J'ai il y a peu, mis en place un projet pour permettre aux radioamateurs de se retrouver autour de l'impression 3D. Il s'agit du projet HAM-3D. Je vous invite à nous y rejoindre si l'impression 3D vous intéresse de prêt ou de loin.

Je vais vous montrer aujourd'hui comment il est simple de construire une antenne radioamateur quand on a la possibilitée de créer puis d'imprimer les pièces maîtresses.

Vous l'avez compris, le sujet de cet article porte sur  la réalisation d'une antenne verticale pour le portable et les SOTA, donc légère, rapide à monter et facile à transporter. Il s'agit d'un quart d'onde raccourci (par une bobine) de type ground plane. Je me base sur le travail déjà effectué par notre amis EB5EKT sur le sujet.

Petit rappel concernant l'impression 3D

La première étape consiste à faire son dessin en 3 dimensions. Il faut pour cela utiliser un logiciel de modélisation 3D comme Fusion 360 par exemple. Une fois votre pièce modélisée, vous l'enregistrez au format ".STL" et vous la passez dans un slicer (ou trancheur en français dans le texte) comme CURA. Ce dernier va vous permettre de découper votre modèle en tranches imprimables et de générer le fichier G-CODE qui sera injecté dans votre imprimante. Je ne rentre pas plus dans le détail concernant cette partie puisque vous pouvez trouver beaucoup plus d'informations en regardant du côté du "PROJET HAM-3D".

Prérequis

La première étape conciste à se rendre chez Decathlon, pour ne pas les citer, afin d'investir dans une canne à pêche de 7m en "fibre de verre" de marque Caperlan (modèle : LAKESIDE-1 700). Il vous faudra débourser environ 17 euros et vous serez l'heureux propriétaire d'une magnifique canne à pêche !. Alors pourquoi ai-je mis des guillemets à "fibre de verre" me direz vous ? Bien que cette antenne soit annoncée chez Decathlon comme 100% fibre de verre, et bien qu'étant le modèle de canne à pêche le plus usité par les constructeurs d'antennes en herbes, ce produit, n'est manifestement pas 100% fibre de vers. Il semble que le constructeur ai mis un peu de fibre de carbonne dedans ou un équivalent, en tout cas une matière conductrice. Il n'y en a pas assez pour imfluencer le fonctionnement et les réglages de l'antenne que nous allons réaliser mais sufisament pour prendre un peu le jus au niveau de la fiche Soc "S0-239" les jours d'orages. Alors attention avec cette antenne, les jours ou il y aura de l'électricité statique dans l'AIR ... D'ailleurs si vous cherchez bien, vous trouverez sur cette canne un petit logo représentant un éclair qui signifie : "Gaffe à vous les jours d'orages. Vous avez également la possibilité de trouver un autre modèle de canne à pêche qui sera lui réellement 100% fibre de verre. Vous serez alors tranquile.

C'est parti pour l'impression ...

Pour commencer il faut modéliser toutes les pièces annexes qui seront rajoutées sur notre canne à pêche. Pour ce qui est de la bobine, ce n'est pas très compliqué puisque nous pouvons déjà trouver le modèle sur Thingiverse. J'ai donc modélisé les autres pièces que vous verrez dans cet article. Pour la bobine, je me suis contenté d'imprimer le modèle trouvé sur Thingiverse. Pas besoin de réinventer la roue. Prévoyez tout de même presque 20h00 d'impression pour imprimer cette bobine.

Les fichiers d'impression

Pour ceux qui ont déjà une imprimante 3D chez eux, voici les fichiers d'impression. Toute les pièces ont été imprimées avec de l'ABS E-SUN sur la Sidewinder X1. J'ai réglé le Bed à 130°, l'extrudeur à 265° et l'épaisseur de couche à 0,2mm. Pour la bobine j'ai mis un radeau. Je n'aurai pas aimé voir ma pièce se décoller du bed après plus de 19h00 d'impression 20mn avant la fin, HI!

- Bobine.

- connecteurs.

- Ecrou M8 pour support bobine.

- Visse M8 pour support bobine.

- Support à imprimer à 207,5 %.

- Pièce pour passage de fil en bout de canne à pêche - à imprimer à 165%.

Assemblage

L'enroulement autour de la bobine a été réalisé avec du fil de cuivre de 1,5mm2. Vous pouvez le réaliser avec du fil argenté de même section, il aura l'avantage de ne pas s'oxyder avec le temps. Le fil est fixé en haut et en bas de la bobine avec 2 cosses (soudées) en métal fixées par de la visserie de type M6 de 20mm sur la bobine(voir sur les photos ci-dessous).

J'ai ensuite soudé les fils des connecteurs. L'un se fixe en haut de la bobine, toujours avec une cosse soudée, l'autre est soudé à l'arrière de la prise So-239. J'ai mis de la gaine thermorétractable sur chaque soudure. 

C'est au moment où l'on fixe la prise SO-239 avec de la visserie de type M3 sur le support que l'on fixe l'autre côté de la bobine sur le soc de la prise. Pour cela j'ai coupé un bout de fil de cuivre de 1,5cm de long, au bout duquel j'ai soudé une petite cosse. La cosse est vissée sur la prise soc par une visse (voir photo ci-dessus). L'autre côté de cette section de fil de cuivre est soudée directement sur la dernière spire de la bobine.

Il ne reste plus qu'à ajouter aux bouts de ces deux fils, les connecteurs qui serviront à fixer les fils à défférents endroits de la bobine, en fonction de la bande sur laquelle vous aurez choisi de trafiquer. J'ai pris du rouge por le fil du connecteur raccordé en haut de la bobine et un fil noir pour le connecteur raccordé à l'arrière de la prise SO-239. C'est juste pour se repérer visuellement.

Une fois que vous aurez imprimé les connecteurs, il faudra recouvrir la face intérieure avec du gaffeur aluminium ou cuivre pour assurer le contact des fils avec les spires de la self. Les bouts des fils ont été étamés pour les rendre rigides. Ensuite, il ne reste qu'à les prendre en sandwich entre les pièces supérieures et inféreieures formant les connecteurs. Je serre les 2 pièces avec de la visserie de type M3 de 10mm. La première visse sert le côté fil et la seconde permet de serrer le connecteur sur une des spires de la self. Je vous parlerai plus tard des reglages. Il ne reste plus maintenant qu'à solidariser la self avec la canne à pêche. Pour ce faire, vous devrez imprimer les 2 supports qui se fixent sur la self avec de la visserie de type M8 à tête fraisée de 16 ou 20mm de long. Si vous n'en avez pas sous la main, je vous ai mis dans les fichiers d'impressions, une visse et un ecrou M8 que j'ai modélisés. Cela vous dépannera en atendant de trouver de la visserie métallique. Ne serrez pas trop fort car cette visserie en ABS atteint assez rapidement ses limites. Ma bobine est montée depuis le début sur ma canne à pêche avec cette visserie ABS et cela tient toujours.

Mise en place des radians ...

Il y a 5 longueurs de fil à découper. Une longueur de 4,10m pour l'élément émeteur et 4 longeurs de 5m25 pour les radians. Il faudra souder une cosse au bout de chacun de ces fils pour les fixer sur la bobine. On fixe les 4 radians au bas de la Self sur la visse de type M6 qui se trouve au bout de la self et on fixe l'élément émetteur sur la visse du haut où se trouve également fixé le fil "rouge". Pour les radians, j'ai utilisé ce que j'avais sous la main. Donc du fil électrique rigide de 1,5mm2. Cela fonctionne parfaitement mais 'est assez peu pratique pour les ranger dans un petit sac à dos par exemple. A terme, je compte les refaire en fil souple de même section. Si vous avez du fil souple sous la main, je vous invite à l'utiliser, ce sera mieux.

Réglages et mesures ...

EB5EKT préconise les réglages suivants pour les 3 bandes 20, 30 et 40m :

- 20m > le fil rouge et le fil noir sont fixés sur la même spire de la self, la 6ème en partant du bas.

- 30m > Le fil rouge est fixé sur la 16ème spire en partant du haut de la self et le fil noir sur la 2ème spire en partant du bas.

- 40m > Le fil rouge est fixé sur la 3ème spire en partant du haut de la self et le fil noir sur la deuxième spire en partant du bas.

Rem : J'ai choisi un fil noir et un fil rouge uniquement pour le visuel afin de ne pas m'emmèler les pinceaux pour vous expliquer les réglages. Vous pouvez inverser les couleurs, cela ne changera rien sur le fonctionnement de cette antenne. Il faudra juste inversé les réglages expliqués ci-dessus.

N'étant pas arrivé a régler mon antenne avec les réglages préconisés par EB5EKT, voici mes réglages :

- 20m > le fil rouge et le fil noir sont courcircuitez en l'aie, le swr obtenu est légèrement meilleur qu'en courcircuitant les 2 connecteurs sur la 6ème spire, comme préconisé (SWR obtenu : 1,18 avec large bande passante).

- 30m > Le fil rouge est fixé sur la 19ème spire en partant du haut de la self et le fil noir sur la 2ème spire en partant du bas (SWR obtenu, pas mieux que 1,90 avec une bonne bande passante).

- 40m > Le fil rouge est fixé sur la 10ème spire en partant du haut de la self et le fil noir sur la première spire en partant du bas (SWR obtenu : 1,16 avec une très faible bande passante).

Bilan

Cette antenne est parfaite pour tafiquer sur 20m. Facile à accorder sur cette fréquence, elle offre une large bande passante. Sur 30m et 40m, les résultats sont plus mitigés. Un bon SWR sur 40m mais une très faible bande passante et sur 30m, pas moyen de descendre en dessous de 1,90 de SWR. Il me reste cependant à expérimenter encore un peu avec cette antenne. Il y a moyen d'influencer légèrement les réglages en changeant la hauteur de la bobine par rapport au sol. Je pense également diminuer la longueur des fils de mes connecteurs (actuellement : 30cm) pour voir si cela joue sensiblement sur les résultats obtenus ...

Voilà néanmoins une antenne pratique et légère à transporter qui vous permettra dans une certaine mesure de vous passer de boîte d'accord pour vos expéditions en SOTA ou en portable. A vous de jouer maintenant !

J'ai profité du Contest espagnol de ce samedi 26/06/2021 pour tester l'antenne sur 20m. A l'ombre d'un saule tortueux dans mon terrain, j'ai planté l'antenne dans un pied de parasol et installé une petite table et en avant Guingamp. Je n'ai eu aucun problème pour me faire entendre dans les pile-up avec 80W sur le FT-991 et cette antenne. Bref, pour faire cours, ça fonctionne plutôt bien.

de F4HTZ