"Boîte
de thé"
Une antenne
directive simple pour la bande 2300-2450 MHz
On
trouve désormais à faible coût dans
le commerce spécialisé de petits émetteurs
de télévision fonctionnant dans la bande
amateur dite des 13 cm, bande qui s'étend de 2300
à 2450 MHz. Il faut bien sûr une antenne
pour les utiliser. Le présent article décrit
une petite antenne directive, relativement performante
et facile à construire, que vous pouvez réaliser
vous même en moins d'une heure.
Construction
Le
corps est consistitué d'une boîte de thé
de forme hexagonale d'une marque célèbre.
La boîte forme une section de guide d'onde parfaitement
adaptée à la transmission de signaux dans
la bande de fréquence qui nous intéresse,
et obturée à une extrémité.
Aussitôt la boîte achetée, on videra
son contenu dans un pot ou un sac bien étiqueté
en vue d'une consommation ultérieure.
On
marquera une croix au milieu de la face large de la boîte,
à exactement 31 mm de l'arête extérieure
du fond. On percera ensuite un trou permettant la mise
en place d'une fiche "N" ainsi que quatre trous
de diamètre 3,5 mm pour ses vis de fixation.
(cliquer
pour agrandir)
Un
fil de cuivre d'une section de 2,5 mm2 et d'une longueur
de 50 mm sera soudé sur la broche centrale d'une
fiche "N", pour constituer un monopôle.
On
fixe ensuite la fiche "N" sur le corps de la
boîte et l'on obtient le résultat suivant:
Réglage
et mesures
Il
faut maintenant ajuster la longueur du monopôle
pour obtenir une impédance de 50 ohms au niveau
du connecteur, dans la bande de fréquence 2300-2450
MHz. Pour un réglage correct, il faut se faire
prêter un ROS mètre 2,3 GHz, ou bien s'en
construire un au moyen de lignes imprimées. On
pourra également essayer de le réaliser
à partir de composants
de récupération.
On connectera le ROSmètre en sortie de l'émetteur
et on ajustera très progressivement à la
pince coupante la longueur du monopôle pour obtenir
le minimum de ROS en milieu de bande. Veiller à
ce que la coupe soit nette et franche. Eviter de mâcher
le fil de cuivre. Lorsque le réglage optimum est
atteint, la longueur du monopôle, comprise entre
le sommet de celui-ci et le corps de la boîte est
d'environ 31 mm. L'antenne est alors terminée.
Mesures et performances
Voici
le résultat obtenu lorsqu'on wobule cette antenne
entre 2100 et 2600 MHz:
Sur
l'axe horizontal, chaque division représente 50
MHz. Sur l'axe vertical, une division représente
5 dB de retour, mesuré au moyen du coupleur directif
visible sur la photographie de droite. Le trait rouge
marque le niveau de référence 0 dB. On peut
voir sur la courbe que l'on obtient un ROS < 1,4 (RL
> 15 dB) entre 2200 et 2600 MHz.
Le
diagramme de rayonnement est mesuré en alimentant
l'antenne au moyen d'un générateur, et en
recevant à distance le signal au moyen d'une autre
antenne et d'un analyseur de spectre. On fait alors pivoter
l'antenne à mesurer devant un rapporteur, en notant
soigneusement les angles et les niveaux reçus correspondants.
Dans
le plan E, le plan parallèle au petit côté
du guide, cette antenne à un angle d'ouverture
à - 3 dB voisin de 70°. L'antenne est légèrement
plus directive dans le plan H, parallèle au grand
côté du guide: elle présente un angle
d'ouverture voisin de 50° à -3 dB.
En
substituant un dipôle à l'antenne "boîte
de thé", le niveau reçu sur l'analyseur
de spectre chute de 9 dB. Le gain de notre antenne est
donc de 9dBd, soit 11 dBi. Compte tenu des conditions
expérimentales et des incertitudes de mesure, ce
résultat doit être considéré
comme une valeur approchée.
Utilisation et
conclusion
Cette
antenne facile à construire peut être utilisée
telle quelle, munie de directeurs ou bien encore placée
au foyer d'une parabole satellite de 80 cm pour obtenir
meilleure directivité et meilleur gain. Lorsqu'on
illumine ainsi une parabole satellite ordinaire, le gain
obtenu sera cependant légèrement inférieur
au gain optimal.
Pour
un usage à l'extérieur, la protection contre
les intempéries peut être assurée
par un simple sac poubelle "spécial gravats".
Les sacs polyéthylène "spécial
gravats" peuvent être achetés en grandes
surfaces et sont parfaitement transparents aux rayonnements
à 2,3 GHz. Ils ont une bonne tenue aux UV. On pourra
envelopper au moyen du sac l'ensemble de l'antenne et
son connecteur "N". On laissera cependant l'ensemble
"respirer" pour éviter la condensation.
Comme
on peut le voir sur la photographie ci-dessus, cette antenne
"boîte de thé" placée au
foyer d'une parabole de 80 cm et connectée à
un émetteur
"twist", est utilisée depuis plusieurs
saisons à la station F4DAY pour atteindre le relais
ATV du Mont Aigoual.
