Imprimer

 

Antenne Windom à quatre (4) bras filaires

et huit (8) bandes !

(Partie 2)

Ma recherche sur Internet m’a emmené vers des sites du domaine public, dont les adresses apparaissent à la fin du présent document. Les détenteurs de ces sites, que je remercie, peuvent être assurés que le résultat de la présente recherche bénévole, réalisée pour le bénéfice des radioamateurs, ne sera en aucun temps et de quelque manière que ce soit utilisé à des fins commerciales.

 

Mise en situation

Votre lieu de vie ne vous offre qu’un espace jardin restreint et vous voulez vous donner une antenne multibande efficace qui n’occupe que peu de place, peu onéreuse et ne demande qu’un seul câble coaxial. Vous voulez aussi une antenne discrète qui ne déplaira pas trop aux voisins !

Lisez ce qui vient et vous découvrirez peut-être la meilleure façon de répondre à votre questionnement et de vous donner un accès de qualité aux bandes que vos recherchez !

Introduction : à la recherche d’une bonne antenne

Internet est un lieu de rêve pour la recherche. Vous y trouvez tout ce que vous voulez en y mettant, bien sûr, le temps et un minimum d’effort. Le pouvoir d’Internet est de placer devant les yeux du chercheur une multitude de choix, la plupart du temps valables. Il ne reste plus qu’à choisir le nec-plus-ultra dans l’éventail des produits. J’ai donc choisi dans les circonstances l’antenne Windom à quatre bras filaires.

Dès l’été prochain je pense bien que je remplacerai mon actuelle G5RV, qui continue toujours de me surprendre par ses possibilités, par la Windom 4 bras, 8 bandes. Mon espace terrain et mon désir de la construire moi-même, seul autant que possible, me la rendent fort sympathique !

J’ai trouvé ! : la Windom à 8 bandes…

Il y a un point qui m’intéresse particulièrement dans la Windom : nul besoin d’utiliser un syntonisateur d’antenne lequel, comme nous le savons tous, bouffe, sur certaines bandes, une bonne partie de l’énergie de transmission. Trois choses importantes à respecter avec cette antenne : la hauteur, la longueur des bras filaires en fonction de la bande à privilégier, et surtout, le point d’alimentation et son impédance (Z). Intallée dans des conditions idéales, avec l’usage du transformateur BALUN approprié, la Windom permet un bon DX.

L’antenne dans sa version moderne est installée à la manière d’un dipôle (voir la partie supérieure de l’illustration ci-dessous). Selon cette configuration, la Windom fonctionne sur toute les bandes, sauf sur le 15 mètres où on pourrait croire qu’avec un syntonisateur d’antenne et un BALUN régulier, même au prix d’un léger ROS, on assisterait à un rendement acceptable. Erreur ! Simplement se fier à la capacité d’un transformateur/matcheur BALUN ordinaire en terme de courant n’en garantit pas la fiabilité. On pourrait s’attendre à ce que ce genre de transformateur supporte quelques centaines de watts. Or selon le témoignage que j’ai lu, un émetteur de 100 watts peut faire surchauffer par saturation un BALUN après seulement une vingtaine de minutes d’opération (ici sur le 15 mètres) qui, théoriquement, devrait supporter plusieurs centaines de watts. Le témoignage ajoute qu’il a suffit d’attendre que le BALUN refroidisse pour retourner au fonctionnement normal en évitant toutefois .... le 15 mètres ! Tout cela est surprenant, mais c’est là une vérité qui a conduit mon témoin à un ajout important à la Windom de base. Le voici.

Un bel ajout !

Il fallait y penser. Bonifier l’antenne de deux bras filaires capables de résonner avec aisance sur le 15 mètres. La représentation ci-dessous indique clairement les longueurs et la disposition de l’ensemble en V inversé ajouté. Une véritable et indiscutable "TOUT BANDE” s’offre à nous. Et la bande de 30 mètres par effet d’harmonique, confortée dans son opération.

http://kh2d.net/windom.cfm

Disposition de la Windom à 8 bandes et 4 bras !

Selon la configuration ci-haut, il devient évident que la hauteur de l’antenne est critique puisque les extrémités en glissade de la partie en V inversé se retrouve assez près du sol, probablement plus qu’idéalement souhaité. D’où probablement la raison d’un ROS plus élevé sur le 30 mètres.

L’auteur de la liste des ROS ci-dessous disposait d’une installation à seulement 7.7 mètres (25 pi.) du sol, ce qui emmenait les extrémités du V inversé à quelque 2.4 mètres (8 pi.) du sol. C’est évidemment trop bas. Mais malgré la déficience de l’installation, l’ensemble donne un rendement acceptable. Ce qui, cependant expliquerait le ROS élevé sur le 30 mètres. Néanmoins, l’ajout de la deuxième paire de bras filaires permet une bonne performance (sans danger pour le BALUN), sur le 15 mètres et un comportement amélioré sur le 20 mètres. Et, bien sûr, il n’est pas question de syntonisateur d’antenne !

En haussant l’antenne dans son ensemble à 15 mètres (50 pi.), on améliorera tous les ROS. Toutefois, telle quelle actuellement à 7.7 mètres de hauteur, l’installation est d’une facture soutenable. On peut imaginer l’effet positif d’un syntonisateur sur les ROS (aux dépens de la perte de signal émis, bien entendu !). Même le 30 mètres pourrait aller taquiner le ratio 1.5 :1

Bandes et ROS :

3.800 - 1.5:1
7.000 - 2.2:1
10.125 - 3.4:1
14.000 - 1.9:1
18.110 - 1.5:1
21.100 - 1.5:1
24.900 - 1.4:1
2
8.500 - 2.1:1

Des tests avec l’antenne installée à seulement 7.7 mètres (25 pi.) de hauteur ont démontré qu’il est possible de participer « honorablement » à des concours sur toutes les bandes - sauf sur le 80 mètres – dans lesquels partticipent des installations nettement supérieures à celle de la présente Windom. L’antenne positionnée entre 12 et 15 mètres (40 et 50 pi.) de hauteur améliorerait grandement le rendement, particulièrement sur le 80 mètres.

Un BALUN de qualité : une nécessité !

Le terme balun vient de l’anglais BALanced et UNbalanced.

Un balun est un circuit électrique utilisé pour effectuer la liaison entre une composante symétrique (un dipôle) d’un circuit et une autre asymétrique (coaxial). Ou vice-versa.

Une antenne Windom complète avec un BALUN de type « courant »

Le balun peut éventuellement remplir une fonction d'adaptation d’impédance avec, par exemple, un rapport de 1 à 4 (et réciproquement de 4 à 1), permettant ainsi le raccord entre deux circuits d’impédance différente (câble coaxial et antenne).

Un dipôle est théoriquement symétrique. Une alimentation via un câble coaxial asymétrique nuira au rayonnement de l’antenne, et il se formera un courant de surface dégénérant en ondes stationnaires. Une solution consiste à placer un balun de rapport 1/1 entre le câble et l'antenne ; il remplit alors le rôle d'une bobine d'arrêt. Il faut cependant garder à l'esprit que le balun introduit des pertes. Le balun a donc plusieurs fonctions : adaptation d’impédance, symétrisation et abaissement du courant de surface et du niveau d’ondes stationnaires.  

Un des plus populaires baluns utilisés par les amateurs est le Guanella 4:1 type « courant ».  Il est celui qui convient le mieux à l’antenne Windom, simplement parce qu’il réussit le mieux à matcher les impédances d’environ 200 ohms à l’antenne et du fil coaxial de 50 ohms. Le balun « courant » maintient un courant égal dans les deux sections de l'antenne même si elles ne sont pas symétriques. Le balun Guanella 4:1 est construit pour résister facilement à de forts courants. L’antenne doit être installée entre 7.7 mètres (25 pi.) et 15.2 mètres (50 pi.) de hauteur.

  3

http://www.google.ca/search?q=windom+antenna+balun

À la gauche, une illustration d’un `BALUN Guanella 4:1 type « courant ». À droite, la représentation schématique du même BALUN.

Des amateurs ajoutent une dimension supplémentaire au BALUN en connectant un coté de la sortie équilibré (balanced) à la masse (ground). En agissant ainsi on crée un BALUN « voltage » plutôt que « courant ». Le courant ne peut plus circuler également dans les deux bras comme le montre le diagramme schématique. Puisque les voltages sont identiques et que les impédances ne le sont pas, les courants dans chacune des sections de l'antenne seront nécessairement différents. Il y aura donc induction RF sur la surface extérieure de la gaine du coaxial. On aura deviné que le balun « courant » est le seul qui convienne à l’antenne Windom.

Balun « courant » de rapport 4:1 sur tore de ferrite

Publié parf4cwhle 14 février 2012

Voici un balun   « courant » de type « Guanella » large bande, de rapport 4:1, et optimisé pour alimenter une antenne symétrique d’une impédance de 200 ohms à l’une de ses extrémités, et présenter une impédance de 50 ohms à son autre extrémité, à laquelle on peut connecter une ligne d’alimentation  asymétrique, telle qu’un câble coaxial.


Ce balun peut-être employé pour interfacer une antenne de type Conrad-Windom (FDn) à du câble coaxial de 50 ohms, par exemple. Il joue à la fois le rôle d’un abaisseur d’impédance et celui d’un symétriseur. Il est possible qu’un rapport de transformation de 6:1 soit nécessaire, tout dépend de la hauteur à laquelle est située l’antenne par rapport au sol, de son environnement, de sa configuration (flat-top ou V inversé), etc.

http://www.multimode.fr/articles/realisations/balun-en-courant-de-rapport-4-1-200-50/

Conclusion : une antenne pour tous

Il m’a fait plaisir de vous présenter « sommairement » (voir aussi la première partie sur l’antenne Windom) une antenne à la portée de toutes les bourses et capable d’une performance comparable à celle d’autres antennes beaucoup plus dispendieuses et encombrantes. De plus, elle peut même être construite de toutes pièces comme le font souvent les vrais mordus de la radio amateur, quand le temps le permet, bien sûr, et qu’un peu d’expérience vient asseoir les connaissances. Le site http://www.n0ss.net/qrp_4-1_guanella-type_balun.pdf vous indique même comment construire votre BALUN avec précision.

Je poursuis mon étude des antennes les plus accessibles et à la portée du radioamateur moyen. La prochaine pourrait bien être la DX-CC… Qu’en pensez-vous ?

Au revoir  

Claude Lalande VE2LCF

Sites visités :

http://kh2d.net/windom.cfm

http://www.google.ca/search?q=windom+antenna+balun&hl=fr&tbo=u&qscrl=1&rlz=1T4GGLL_frCA362CA362&site=webhp&tbm=isch&source=univ&sa=X&ei=4F7WUOXeK9O00QHgx4GQBQ&sqi=2&ved=0CDAQsAQ&biw=1040&bih=718

http://www.eham.net/articles/24502

http://vk5ajl.com/projects/baluns.php#voltage_guanella

http://www.packetradio.com/windom.htm

http://www.n0ss.net/qrp_4-1_guanella-type_balun.pdf

http://fr.wikipedia.org/wiki/Balun

http://www.rfgain.ca/forum/index.php?topic=226.0

http://www.multimode.fr/articles/realisations/balun-en-courant-de-rapport-4-1-200-50/