Mon premier prototype de dipôle a été réalisé sur une 9 éléments TONNA, une des premiers modèles. Il était en tube de 14mm de récupération d’une TONNA 50 MHz, gentiment offert par André F1BKM, en voici la courbe.
Ce premier dipôle avait deux bouts de tubes de 12 mm à chaque extrémité pour jouer sur la longueur. L’épingle est d'un diamètre de 5 mm.
Afin de valider les dimensions, je décide d’en faire un autre, mais cette fois-ci, sans les bouts de 12 mm.
Cela me semble être correct, je valide ce dipôle pour ma 9 éléments fixe. Ce résultat a été obtenu en jouant sur la position sur le boom, et en abaissant l’épingle qui fait la même dimension qu’une épingle TONNA. Je m’interroge sur cette façon de procéder.
Possédant une 9 éléments portable, toujours de chez TONNA, je prends mon prototype et l’installe dessus. Persuadé que tous les dipôles TONNA vont sur toutes leurs antennes, je suis surpris du résultat sur l'antenne portable.
Après réflexion, je constate que les espacements entre ma 9 éléments fixe première génération (*) et l’antenne portable ne sont pas les mêmes. Comme sur le premier proto, j’avais été obligé de jouer sur la position du dipôle, j’en déduis que le problème est là.
(*) Les directeurs et le réflecteur traversent le boom et ne sont pas posés dessus comme les modèles plus récents.
Après une discussion où Dominique F5PAX et Yves F4IMG ont échangé sur notre projet de la réalisation d’un dipôle de remplacement pour les antennes TONNA privilégiant la partie USB de la bande 2M, Yves s’est proposé de simuler cette antenne avec le logiciel MMANA-GAL.
Ainsi, après avoir reçu le compte rendu d’Yves, j’ai réalisé un 3ème prototype de dipôle d'un diamètre de 14 mm aux dimensions d’un TONNA d’origine pour partir sur une base.
Dans un premier temps, j’ai mesuré un dipôle d’origine TONNA.
Nous pouvons constater que la résonance est en dessous de 144 MHz et qu’à 144,300, nous sommes à 1.13 de SWR.
Ici, nous avons le prototype du dipôle mesuré dans les mêmes conditions. C’est très ressemblant au niveau de la forme de la courbe, mais avec un SWR de 1.25.
Suivant le plan proposé par Yves, je commence par raccourcir le dipôle d’environ 7mm de chaque coté, afin de m’approcher de la fréquence désirée.
En ce qui concerne la fréquence, cela semble correct, mais j'obtiens un SWR de 1.45.
Selon l'étude d’Yves, maintenant il faut jouer sur la position du dipôle sur le boom, ce que j’avais dû faire précédemment pour l’antenne fixe.
Un SWR de 1.14 c’est mieux, mais un creux à 144.400 MHz environ. Je rallonge de 2 mm de chaque coté le dipôle.
Un SWR à 1.10 sur la fréquence voulue, mais une impédance de 55 ohms. Là, je décide de jouer sur la hauteur de l’épingle en la baissant. Avec cette action, j’avais pu descendre l’impédance sur un précédant proto, mais là pas de changement sur cette valeur.
Je mettais aperçu qu’en mettant une épingle plus courte, j’arrivais à baisser légèrement la fréquence de résonance, donc j’en mets une autre plus petite.
La résonance est bien plus basse (144,250 MHz), mais toujours impossible de passer au dessus de 48 ohms. L’empirisme a ses limites…
Dans mes précédents tests, j’avais vu que dans cette situation qu'il fallait jouer sur la longueur des brins pour corriger l’impédance. Comme je devais augmenter la dimension des brins, j’aurai encore baissé la fréquence de résonance, alors je décide de mettre une épingle un peu plus haute pour contrer.
Voilà, cela ressemble à quelque chose.
Bien que les résultats obtenus étaient bons, le fait de devoir jouer sur la position du dipôle sur le boom me chagrinait un peu. J’entreprends de revoir ma position, ainsi que la façon de trouver le bon résultat.
Le choix de changer le diamètre du tube vient du fait que je n’ai pas trouvé dans les commerces de bricolage du tube de 14 mm, mais du 12 mm. L’épingle sera elle faite en diamètre de 4 mm, venant d’éléments d’une vieille 432 TONNA.
Toutes les mesures qui suivent, ont été faites avec le coaxial fixé directement sur le dipôle, d’une longueur de 3,45 m, sans bazooka, sur une antenne TONNA portable.
Je ne reviens pas sur la mécanique de l’antenne, elle reste la même.
A titre d’information, voici une mesure d’un dipôle d’origine.
Un SWR de 1.17 c’est bien, mais le but étant de refaire un dipôle complet, autant qu’il soit réglé au mieux sur la fréquence visée au départ.
Après un nombre incalculable de tests, de montées et descentes de mâts, et de mesures, voici le résultat que j’ai pu obtenir, tout en restant sur la position d’origine du dipôle.
La dimension des brins est de 482 mm en tube de 12 mm, espacés de 10 mm par un isolateur en nylon.
L’épingle fait 97 mm de haut et 108 mm de large en 4 mm, mesures extérieures.
Ce que j’ai pu constater, c’est que si on réduit le dipôle afin de monter en fréquence, il faut augmenter la hauteur de l’épingle et si comme moi vous avez un coté Monk (pour ceux qui connaissent), et vouloir absolument 50 ohms à la fréquence, c’est au millimètre que ça se joue.
Petite précision et afin de respecter le montage d’un dipôle TONNA, l’âme est connectée sur le brin droit.
Au départ, le but de cette expérimentation était la fabrication de dipôles de remplacement pour des antennes 9 éléments fixes dernière génération. N’en ayant pas, Michel F6HXE a eu la gentillesse de me prêter la sienne pour faire des tests. Les deux antennes fixe et portable ayant les mêmes espacements, je me dis que ça va être juste un contrôle et que cela devrait aller tout seul.
Hélas, je suis peu dépité de voir le résultat.
Ce n’est pas catastrophique, mais sur l'antenne portable c’était bon. Ma seule explication est que le boom de l'antenne portable fait 16 mm et celui de la fixe fait 20 mm. Je pense que la largeur du boom interfère dans le fonctionnement de l'antenne.
Le coté Monk me reprend, il faut 50 ohms à 144,300 MHz.
Utilisant la même technique, qui n’a rien de scientifique, je pars à la recherche d’un meilleur résultat.
Contrairement à l’antenne portable, je n’ai pas réussi à trouver un bon résultat sans bouger le dipôle sur le boom.
La taille définitive du dipôle de diamètre 12 mm : longueur des brins 483 mm, hauteur de l’épingle 75 mm et le dipôle avancé de 20 mm par rapport à l’origine.
Voulant valider la reproduction de ce dipôle, j’en confectionne un autre avec un tube qui était supposé faire 12 mm, mais qui en réalité ne fait que 11,5 mm, et cela a une certaine importance, car avec ce nouveau dipôle j’avais 48 ohms à 144,300 MHz. J'ai été obligé de le reculer de 5 mm par rapport à la marque précédente, afin d’avoir les 50 ohms.
La taille définitive du dipôle de diamètre 11,5 mm: longueur des brins 483 mm, hauteur de l’épingle 75 mm et le dipôle est avancé de 15 mm par rapport à l’origine.