Jusqu’à présent, dans la série Ham à 50 $, je me suis principalement concentré sur les bandes VHF et UHF. La raison en est principalement liée aux règles de la FCC, qui restreignent largement les titulaires de licence de niveau Technicien à ces bandes. Mais il y a aussi une composante financière; Les privilèges de la bande haute fréquence (HF) viennent à la fois au prix d’un apprentissage suffisant de la radio pour passer le test de licence générale, ainsi que du besoin d’équipement qui peut être beaucoup plus cher qu’une radio à talkie-walkie à 30 $.
Mais si les équipements HF peuvent être coûteux, tout ce qui est nécessaire pour être diffusé ne doit pas nécessairement l’être. Et comme c’est souvent l’antenne qui fait ou détruit la capacité d’un opérateur radio amateur à établir des contacts, nous examinerons une conception d’antenne simple mais polyvalente qui peut être adaptée pour tout prendre en charge, d’une grande station de base puissante au QRP portable (faible- power) activations sur le terrain: l’antenne demi-onde alimentée en extrémité.
Faire un match
Il y a beaucoup de jambons pour qui la construction d’antennes est le summum du passe-temps. Je comprends cela; Il y a une quantité non nulle de magie dans la conception d’une antenne qui fera ce que vous voulez qu’elle fasse électriquement, et beaucoup d’ingénierie impliquée pour s’assurer qu’elle résiste aux éléments. Je pense que ce dernier aspect de la construction d’antennes est plus attrayant pour moi personnellement. Obtenir une antenne pour survivre au vent, à la neige, au soleil et à la pluie est un défi intéressant, alors j’ai tendance à passer plus de temps à réfléchir aux aspects mécaniques de la conception dont quelqu’un a déjà résolu les bogues RF.
Je me suis donc mis à la recherche d’une antenne qui conviendrait à ma situation. L’antenne la plus simple à construire est peut-être le dipôle demi-onde classique. Ceux-ci ont deux éléments, chacun un quart de la longueur d’onde de conception, rayonnant à partir d’un point d’alimentation central, qui est l’endroit où la ligne d’alimentation du câble coaxial se fixe. Il y a des élaborations et des complications, bien sûr, mais le problème fondamental pour moi est le point d’alimentation central. Ma cabane est située tout au fond de ma propriété, il est donc difficile de monter une antenne comme celle-là sans une longue ligne d’alimentation, ce qui peut entraîner des pertes de signal inacceptables. De plus, un dipôle pour la bande de 80 mètres serait de 40 mètres de bout en bout, et ce serait difficile à installer sur mon long et étroit terrain de banlieue.
Pour mes besoins, l’antenne demi-onde alimentée en extrémité (EFHW) est un bon choix. C’est exactement ce à quoi cela ressemble: un morceau de fil d’une demi-longueur d’onde (dans mon cas, 40 mètres de long pour que je puisse travailler la bande de 80 mètres) qui est alimenté par son extrémité. Mais ce n’est pas aussi simple que de couper un morceau de fil de 40 mètres de long et de le coller sur votre radio. Le problème est que l’impédance d’une antenne varie lorsque le point d’alimentation s’éloigne du centre. L’impédance augmente jusqu’à environ 2500 ohms lorsque le point d’alimentation atteint l’extrémité du fil, ce qui serait en effet une très mauvaise correspondance pour un émetteur-récepteur s’attendant à une charge de 50 ohms.
Pour résoudre ce problème, les antennes EFHW ont besoin d’un transformateur correspondant aux impédances. Lorsqu’ils sont utilisés pour faire correspondre l’impédance entre une antenne symétrique, comme un dipôle, et une ligne d’alimentation déséquilibrée, comme un câble coaxial, ils sont appelés «baluns». Dans ce cas, cependant, l’antenne et la ligne d’alimentation coaxiale sont déséquilibrées, donc le transformateur que j’ai construit est techniquement un « unun ». Quoi que vous l’appeliez, c’est une construction assez facile.
J’ai suivi les excellentes instructions fournies par Steve Nichols (G0KYA) pour enrouler mon autotransformateur 49: 1. Il s’agit essentiellement d’un gros noyau toroïdal de ferrite – j’ai obtenu le mien sur eBay, mais il existe de nombreuses options sur Amazon – avec quelques enroulements de fil magnétique. Mon noyau est un FT-240-61, ce qui signifie que son diamètre extérieur est de 2,4 pouces et qu’il est fait de matériau de type 61. J’ai utilisé un fil magnétique 18 AWG pour les enroulements. Pendant que je l’enroulais, j’ai remarqué que le revêtement de laque sur le fil de l’aimant était entaillé par les bords du noyau de ferrite. Je l’ai rembobiné après avoir recouvert le tore avec du ruban de friction en tissu pour amortir un peu les bords – les courts-circuits ne seraient pas utiles dans quelque chose conçu pour gérer 100 watts de sortie d’émetteur.
Comme je l’ai dit, beaucoup de tracas que j’ai fait avec ce transformateur avaient à voir avec le fait qu’il fonctionne mécaniquement. Je l’ai monté dans un boîtier électrique en plastique robuste et j’ai fourni des raccords en acier inoxydable pour connecter le fil d’antenne et la mise à la terre. J’ai également installé un boulon à œil pour attacher le fil d’antenne. Une prise SO-239 de bonne qualité pour la connexion de la ligne d’alimentation et un condensateur haute tension de 100 pF pour une meilleure correspondance sur les bandes de fréquences plus élevées ont complété le transformateur. Avec de la chance, cette antenne devrait couvrir des bandes de 80 m à 10 m.
Corde à pousser
Par chance, mon terrain mesure à peu près 150 pieds de profondeur, et je suis à la fois béni et maudit par beaucoup de pins Ponderosa très grands et très robustes. La longueur de mon terrain et l’emplacement des arbres permettent un fil complet de 40 mètres dans une sorte de configuration en «L inversé». Mon plan était d’incliner le fil du transformateur aussi loin que possible dans le premier arbre, puis de le faire passer horizontalement jusqu’à un point d’ancrage dans un deuxième arbre.
Cela semble beaucoup plus facile qu’il ne l’est en réalité. Alors que de nombreux jambons ont eu de la chance de suspendre des antennes à des lignes élevées au-dessus des branches, mes pins ont tous été taillés de leurs branches inférieures, les premières branches vivantes à plus de 40 pieds (12 mètres) au-dessus du sol. J’ai opté pour une approche «travailler plus intelligemment» et j’ai eu l’idée de pousser une boucle de corde dans l’arbre en utilisant un tuyau en PVC comme poussoir. Bien que la rugosité de l’écorce de Ponderosa ait constamment accroché la corde en nylon et le tuyau en PVC s’est effondré au fur et à mesure que j’ajoutais des sections, cela fonctionnait assez bien pour obtenir le point d’ancrage à environ 25 pieds (7,5 m) au-dessus du sol – pas beaucoup plus haut que je ne pourrais. ont obtenu avec mon échelle de 24 pieds, mais avec beaucoup moins de risques de tomber à ma mort.
Le point d’ancrage a été défini dans l’autre arbre en utilisant une méthode similaire, qui a beaucoup attiré l’attention des voisins. On devrait toujours saisir de telles occasions pour faire un peu de «bonne volonté de jambon», et j’ai assuré aux voisins que je ne stériliserais pas leurs enfants ou n’interférerais pas avec leur réception TV. Dans un exemple de karma, cependant, l’arbre dans lequel je travaillais a décidé de jeter une branche morte le lendemain, qui est tombée et a endommagé le Durango de mon voisin. Cela venait clairement de beaucoup plus haut dans l’arbre que je ne travaillais, mais cela causait quand même un peu du vieil œil puant.
L’une des parties les plus importantes de l’utilisation des arbres comme ancrages pour les antennes à long fil concerne le balancement. Les arbres se déplacent un peu, et si vous ancrez un fil étroitement entre deux arbres sans leur permettre de bouger avec le vent, la tristesse s’ensuivra. Et pourtant, vous voulez que votre fil reste plus ou moins tendu, car sa forme affecte ses performances. Il y a plusieurs façons de gérer cela, et j’ai choisi d’utiliser des poulies de corde à linge à mes deux points d’ancrage. Au milieu, le fil passe à travers la poulie; à l’ancrage d’extrémité, le fil est attaché à une longueur de corde en nylon solide à travers un isolant en os de chien. Ce cordon traverse la poulie et descend le tronc de l’arbre jusqu’à un point d’ancrage grâce à un ressort puissant. Lorsque les arbres se balancent, l’antenne peut s’étendre ou se rétracter de plusieurs pouces sans s’affaisser ni se casser.
Enfin en ondes
Je dois admettre que cette installation n’est pas encore terminée. Les antennes doivent vraiment être correctement mises à la terre et je tiens à enfoncer une tige de terre près du transformateur. Cependant, la ligne d’alimentation principale de ma maison et la ligne d’alimentation principale de tout le quartier sont enterrées directement sous notre clôture arrière, ce qui en fait une entreprise à haut risque. Aussi bons que soient les services de localisation souterrains, je n’ai pas envie de tester leur précision avec mon moi précieux. Alors je vais attendre un terrain décent.
Pourtant, je ne pouvais pas m’empêcher de vouloir essayer cette antenne, alors pour garder les RF hors de la cabane, je serais un étranglement à noyau pneumatique de 10 tours sur la ligne d’alimentation et je l’ai branché. Je n’ai pas encore réalisé de QSO, mais en utilisant WSPR, le système Weak Signal Propagation Reporter, j’ai pu atteindre quatre continents sur une période de 24 heures sur les bandes de 80, 40, 30 et 20 mètres.
Et en parlant de WSPR, cela et d’autres modes numériques sont ce dont nous parlerons dans le prochain épisode du Ham à 50 $. Alerte spoiler: malgré mes précédents reproches, je pense que je tombe à nouveau amoureux de la radio amateur.
