Dipôle multibande HF

Fabriquez un dipôle multibande pour les SOTA ou le portable

Certainement l'antenne HF multibande la plus simple à réaliser...

Par moment, il est bon de revenir aux fondamentaux. Il existe en radio, 2 antennes dites "de référence" :

- L'antenne isotropique

- Le dipôle.

L'antenne isotropique n'existe pas, c'est une antenne virtuelle qui aurait la forme d'une boule qui rayonnerait tout autour d'elle uniformément. On ne peut donc pas la fabriquer. Son gain est de 0dBi (dB par rapport à l'antenne isotropique).

Le dipôle est quant à lui, très facile à fabriquer avec quelques morceaux de fils électriques et présente un gain de 2,14 dBi ou 0 dBd (dB par rapport au dipôle). Je ne vais pas approfondir ici ces notions ainsi que le fonctionnement du dipôle puisque je l'ai déjà fait dans cet article. Je vais simplement me pencher sur l'aspect pratique de la fabrication d'un dipôle multibande que vous pourrez transporter et installer rapidement, où que vous alliez, ou presque.

Fabriquons ensemble un dipôle demi-onde multibande 10 - 20 - 30 - 40 - 80m

Souvent, nous nous embêtons à fabriquer pour les SOTA, des antennes compliquées à mettre au point alors que nous avons la plupart du temps, la place pour installer un dipôle filaire qui présentera un gain plus intéressant que nos quart d'ondes racourcis. La place est le seul handicap de cette antenne. En effet, pour la mettre en place, il faudra un minimum de 40m linéaire. Pour le reste, elle nous donnera des résultats supérieurs à la plupart des antennes conçues pour les SOTA.

Ce dipôle filaire couvre les principales bandes radioamateurs et va vous permettre de trafiquer sans avoir besoin d'utiliser une boîte d'accord. Ce sera donc un poids et un volume en moins à transporter dans votre sac à dos.

Schéma de principe

Cotes  avant réglages

C'est parti !!!

Pour réaliser cette antenne, il vous faudra :

- Une canne à pêche de 7m en "fibre de verre" de marque Caperlan (modèle : LAKESIDE-1 700). Il vous faudra débourser environ 17 euros chez Decathlon. 

- Un support réalisé en impression 3D. Vous pourrez tout aussi bien le réaliser en bois si vous n'avez pas d'imprimante sous la main.

- 8 plaquettes imprimées  (50 X 12 X 3mm). Vous pouvez également les découper dans un matériau non conducteur de votre choix.

- Une attache pour fixer le support au bout de votre canne à pêche, lui aussi réalisé en impression 3D. Là encore, vous pourrez choisir une autre solution pour réaliser cette attache.

- Une fiche soc de type SO-239 + 4 boulons + écrous et rondelles M3.

- Un peu de visserie M4 (voir illustration si-dessous).

- Un torre en ferrite que vous pouvez commander ici.

- 1m de câble coaxial 50 ohms type RG58 ou 1m de câble type câble pour haut-parleur de 1.5 mm2 (c'est ce que j'ai utilisé car c'est ce que j'avais sous la main).

- 4 cosses rondes pour du câble de 1 à 2.5mm2.

- 8 cosses mal et 8 cosse femelles type petit cosse bannanes pour du câble de 0.25 à 1mm2.

- 42m de fil électrique de 0,25 à 1mm2. Pour cette première fabrication, j'ai utilisé du fil multibrin de 1mm2. Je voulais faire dans le "costaud".

Les éléments essentiels   pour réaliser votre dipôle

Pour l'impression 3D, comme à chaque fois, j'ai utilisé ma Sidewinder X1.

- Le filament choisi est de l'ABS pour sa resistance à la chaleur et au froid puisque cette antenne sera utilisée en extérieur.

- La température de l'extrudeur a été réglée à 265° et celle du Bed, à 130°.

- L'épaisseur des couches est de 0,2mm et la vitesse d'impression réglée à 70.

Voici les fichiers d'impression dont vous aurez besoin.

Assemblons l'alimentation de notre dipôle

Nous commençons par fixer la fiche soc de type SO-239 sur notre support imprimé à l'aide de la visserie M3. Ensuite nous plaçons notre balun 1/1 que nous allons fixer avec des Rilsan (ou Colson, je ne suis pas à cheval sur la marque). Il n'y aura alors plus qu'à le souder sur la SO-239 d'un côté (un fil sur le point chaud de la fiche et l'autre sur la masse. une petite cosse ronde fixée sur l'un des 4 points de fixations de la fiche, fera l'affaire) et sertir 2 cosses rondes de l'autre côté.

Assemblage   de l'alimentation

Je ne ferai pas non plus ici un cours sur le principe de fonctionnement et la fabrication de balun en tous genres. Ce sera peut-être l'occasion d'un futur article. Retenez simplement que le type de balun que nous utilisons ici est un balun 1/1. Il joue un rôle de symétriseur, c'est à dire qu'il permet de passer de symétrique (notre antenne) à assymétrique (notre câble coaxail). En aucun cas il ne permet d'adapter les impédances. Il sera donc bon d'avoir une antenne dont l'impédance sera le plus proche possible de 50 Ohms. C'est pour cette raison que j'ai choisi d'utiliser mon dipôle en position "V" inversé avec un angle d'environ 120°, et non à l'horizontale ou l'impédance sera naturellement plus proche de 73 Ohms.

J'ai opté pour un balun comptant 7 tours + 6 tours+1 (le passage par le centre, d'un bord à l'autre du torre comptant pour le "+1 tours". Je rappelle que pour compter le nombre de tours autour d'un torre, on compte le nombre de passage à l'intérieur du torre.

Bien évidemment, Avant de sertir nos cosses, nous aurons veillé à étamer le bout de nos fils électriques (le balun, les segments constituants le dipôle ...).

Séquence   étamage

A vous de voir si quand vous sertissez vos cosses, vous décidez d'y ajouter un peu de gaine thermorétractable pour protéger le tout. Les cosses rondes vous permettrons de fixer sur le support, grâce à la visserie M4, les 2 cosses rondes du balun 1/1 avec les 2 cosses rondes de chaque éléments du dipôle.

Il ne vous reste plus qu'à assembler chacun des segments de votre dipôle. Voici les longueurs que j'ai utilisées pour assembler mon dipôle au départ. Elles sont volontairement plus grandes que les longueurs calculées afin de permettre le réglage. Vous les ajusetrez à la bonne taille ensuite. Je vous rappelle que vous pouvez retrouver un calculateur de dipôle sur cette page.

- Bande 80m: 9.85m
- Bande 40m: 3.30m
- Bande 30m: 2.25m
- Bande 20m: 2.85m
- Bande 10m: 2.75m

Ces 5 segments représentent un élément de votre dipôle. Il est bien entendu que pour l'autre élément il faudra découper les mêmes segments de fil électrique (section comprise entre 0,25 et 1mm2), soit un total de 10 segments. Ne mesurez pas à chaque fois avec le mètre. Quand vous aurez coupé vos 5 premiers segments de fil, utilisez-les pour déoucouper les 5 autres segments. Vous aurez ainsi des paires de fils identiques en tailles. Il est important que vos 2 élements ainsi que chacunes des portions de bandes les constituants aient la même taille.

On assemblera chacune de ces sections de fil électrique avec les plaquettes comme indiqué sur l'illustration ci-dessous (pour faire mes nœuds, j'ai plié chaque section à 10cm du bout du fil, au niveau de la plaquette).

Assemblage   des segments de bandes

Une fois les deux éléments du dipôle, constitués de leur 5 segments de fil chacuns assemblés, vous n'aurez plus qu'à les enrouler sur le support, de part et d'autre.

Enfin, assemblez l'attache qui permet de fixer le support sur le bout de la canne à pêche avec un peu de ficelle (environ 10cm entre l'attache et le support).

Quand cela sera fait, vous serez arrivé pratiquement au bout de la partie fabrication et pourrez passer à l'étape des réglages. Celle-ci concistera à tailler chaque segment de fil éléctrique à la bonne taille pour que votre antenne raisonne correctement sur chacunes des bandes. Il est important que tous les éléments du dipôles soient assemblés gra^ce aux plaquettes de jonction avant de commencer les réglages..

Il ne vous restera que les cosses de jonction à sertir au niveau des plaquettes, mais vous le ferez plus tard, une fois que chaque segment aura été taillé à la bonne longueur.

Antenne terminée   reste les réglages...

Passons aux réglages

Maintenant que tous les segments formant les deux éléments de votre dipôle (droit et gauche) sont assemblés, mais non connectés, vous pouvez commencer à les tailler sur la fréquences centrales de votre choix pour chaque bande.

Il faudra commencer par le 10m, puis le connecter en entortillant les fils au niveau de la plaquette de jonction, le segment 20m, puis le tailler à la bonne longueur, remesurer pour vérifier le SWR, sertir les cosses de jonction et ainsi de suite jusqu'à la bande des 80m. L'outil qui va bien pour réaliser ces mesures est le NanoVNA.

Reliez votre NanoVNA au câble coaxial qui est branché sur votre dipôle, sélectionnez l'affichage du "SWR" et commencez les mesures. Vous aller tomber à chaque fois sur une fréquence centrale un peu trop basse. C'est normal puisque les segments ont été volontairement taillés un peu plus long, comme expliqué plus haut.

Une fois la mesure effectuée et la fréquence de raisonnance de votre dipôle trouvée, il vous suffit d'utiliser le calculateur qui se trouve sur cette page pour trouver la longueur de fil à supprimer.

Vous rentrez dans la calculateur la fréquence centrale affichée sur votre NanoVNA. Vous allez obtenir la longueur physique actuelle de votre élément sur la bande concernée. Ensuite remplacez cette fréquence par la fréquence centrale que vous désirez obtenir. Le calculateur va alors vous donner la longueur physique que vous devez conserver. Vous n'avez plus alors qu'à soustraire la valeur pour la fréquence centrale désirée à la valeur de la fréquence centrale de départ pour obtenir la longueur de fil à supprimer.

A venir : tableau des courbes du NanoVNA en cours de réalisation. En attendant ce tableau, voici ce que cela donne pour la bande des 10m.

Mesures  au NanoVNA...

Vous répétez cela pour chaque bande et c'est tout. A chaque fois que vous aurez réglé une bande, vous pourrez alors sertir les cosses qui se trouvent au niveau des plaquettes de jonctions, avec le segment de bande suivant, et ainsi de suite ...

Une fois toutes les bandes réglées, vous n'aurez plus qu'à trafiquer à l'emplacement de votre choix.

Plaquette de jonction  et sertissage des cosses ...

Voici quelques petits conseils pratique pour tailler votre antenne.

Une fois que vous avez couper la longueur à suprimer sur le premier élément, au lieu de remesurer avec un mètre cette même longueur sur le second éléments et de risquer l'imprecision, servez-vous de la chute de fil que vous venez de couper. En la mettant à côté du fil du second élément à recourcir, vous couperez forcément la même longueur des deux côtés de votre dipôle. Une fois les deux élements coupés, il vous suffit de remettre votre dipôle en place et de mesurer à nouveau. Si vous faites ça bien, une seule coupe par segment sera suffisante. Vous n'aurez pas à y revenir. C'est personnellement ce qui m'est arrivé. Une bande, un calcul, une taille, une mesure et je passe à la bande suivante. L'antenne a été testée pour chaque bande en QRP et fonctionne parfaitement bien. Petit rapel qui a son importance, pas besoin de boîte d'accord. Jusqu'au 40m, je peux aller d'un bout à l'autre de la bande sans avoir besoin d'accorder avec un SWR maximum de 1,6 - 1,7 en bout de bande. Sans surprise, il n'y a que sur le 80m que c'est un peu plus compliqué puisque là je ne peux travailler que sur 100KHz de bande passante sans avoir besoin d'accorder (mon antenne  me permet de trafiquer entre 3,650 et 3,750 MHz sans accord. Au-delà et en deça, il faut accorder. Cela permet tout de même de trafiquer sur une bonne partie de la bande sans boîte d'accord).

Maintenant que vous connaissez le principe de construction de cette antenne, rien ne vous empêche de la faire travailer sur des bandes différentes ou d'y ajouter des bandes, comme par exemple, le 15m et le 6m. Vous aurez juste un peu plus de segments. Personnellement, je suis déjà en train d'en faire une version 6m - 10m - 15m - 20m - 30 - 40m. Cette antenne ne proposant pas le 80m aura besoin de moins de place pour être installée et sera deux fois moins lourde à transporter puisque deux fois plus courte. Avec ces 2 dipôles je couvrirai l'ensemble des bandes HF qui m'intéressent pour le SOTA et mis à part sur un éperon rocheux, je devrais pouvoir l'installer de partout.

A vous de jouer... 

de F4HTZ