DIPÔLES SLINKY

par **14RC126** Sam 13 Mai - 22:44

Les antennes peuvent être fabriquées à partir de n'importe quel morceau de fil, alors pourquoi pas un Slinky ?

Un Slinky est constitué de 67 pieds de fil d'acier. Cependant, une antenne de 15 pieds de long fabriquée avec une bobine Slinky neavoir une longueur électrique de 67 pieds! Le fil Slinky est enroulé "en hélice" ou "en spirale" - essentiellement une bobine cylindrique. Le diamètre de la bobine est petit (< 0,5%) par rapport à la longueur d'onde pour laquelle l'antenne est utilisée. De même, lorsque la bobine est étirée, le pas des spires (= distance axiale entre spires successives) est également faible. Dans ce cas, l'antenne est appelée une hélice « en mode normal ». Dans ce mode, le fil enroulé a un rayonnement maximal dans des directions perpendiculaires à l'axe de la bobine. L'enroulement du fil ajoute une inductance qui est répartie tout le long de l'antenne. C'est-à-dire que l'antenne a une charge inductive continue intégrée. Comme le chargement est obtenu par la forme hélicoïdale du fil d'antenne, on parle aussi de « chargement hélicoïdal ».
Notez que l'inductance ajoute également des fréquences de résonance qu'une antenne filaire droite de même longueur n'a pas. Comme pour toutes les antennes, le fonctionnement à une fréquence de résonance n'est pas nécessaire -cela ne fait que faciliter la correspondance avec une ligne d'alimentation .

Voir les références pour plus d'informations de fond et des exemples de Slinky et d'autres antennes hélicoïdales construites par d'autres. Et non : personne ne prétend qu'il s'agit d'une antenne "miracle" défiant la science. C'est une antenne de compromis - avec quelques avantages : elle est légère, simple à étendre et à suspendre, et très compacte à ranger : bonne pour le travail portable et dans des situations d'espace limité comme dans un appartement.

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Figure 2 : Concept du dipôle Slinky

Une bobine Slinky standard résonne comme un quart d'onde entre 7 et 8 MHz, lorsqu'elle est étirée sur une longueur comprise entre 5 et 15 pieds. Des dipôles résonnant à des fréquences supérieures à la gamme 7-8 MHz peuvent être créés en supprimant des spires pour raccourcir les hélices, en court-circuitant des spires (y compris en poussant un certain nombre de spires les unes contre les autres). Cependant, le moyen le plus simple d'obtenir des résultats multibandes avec une paire de bobines Slinky est de les étirer aussi loin que l'espace le permet et de les connecter à un coupleur/tuner d'antenne via une ligne d'alimentation en ligne à deux fils ou en échelle.
Cela crée une version compacte de la bonne vieille antenne Zepp alimentée par le centre.

Cette antenne simple fonctionnera sur toutes les bandes de 7 MHz et plus. Avec un tuner, il peut être utilisable sur la bande de 80 mètres, en fonction des objets métalliques et autres à proximité de l'antenne - le fonctionnement à 80 mètres est plus facile lors de l'extension de l'antenne à 2 + 2 bobines.

Remarque : les bobines en acier standard ne sont pas protégées contre la corrosion ! La corrosion se produira rapidement en raison de l'exposition aux intempéries et, dans une certaine mesure, en raison de l'énergie RF lors de la transmission. Ainsi, le Slinky en acier est le mieux adapté au déploiement intérieur ou extérieur temporaire (portable).
Pour marquer le 40 e anniversaire du produit Slinky, des bobines en laiton ont été fabriquées. Leur disponibilité est devenue très limitée (= cher).
Les bobines Slinky en acier non revêtu et enduit de poudre sont toujours facilement disponibles; bien qu'ils ne soient pas aussi résistants aux intempéries que les serpentins en laiton, ils résistent mieux que les serpentins ordinaires. Une couche transparente de laque acrylique à partir d'une bombe aérosol ne blessera aucun Slinky.

par **14RC126** Sam 13 Mai - 22:48

Voici les composants de ce dipôle :

Deux bobines Slinky
Pour le dipôle centre-isolant / support :
1x pièce en T en PVC dur (tuyau d'arrosage Schedule 40), ¾ pouce Ø, 2½ pouce de long
3x bouchons en PVC dur qui s'insèrent dans la pièce en T
3x boulon à oeil
6x rondelle pour les boulons à œil
3x contre-écrou ( = écrou avec insert en nylon) pour les boulons à œil
1x Jack BNC (passe-coque, pas à bride à visser)
1s rondelle + rondelle frein + écrou pour la prise BNC
2 fils de cuivre multibrins isolés de 25 cm (10") de gros calibre
2x 10 m (2x 30 pi) de cordon en dacron de 3 mm (pré-étiré, c'est mieux; le nylon s'étire généralement trop). Notez que les résistances Slinky ne sont pas autoportantes ! Il faut donc utiliser un "messenger line" (haubanage) pour supporter le poids des coils)

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Mon centre-isolant est facile à réaliser :

Percez un trou de taille appropriée dans chacun des PVC plus (2x pour un boulon à œil, 1x pour la prise BNC).
Monter les boulons à œil (écrou + rondelle à l'extérieur, rondelle + écrou autobloquant à l'intérieur du bouchon et du té)
Installez la prise BNC (rondelle + rondelle avec lèvre de soudure + rondelle de blocage + écrou à l'intérieur de la prise PVC)
Percez un petit trou (assez grand pour faire passer le fil isolé avec un peu d'effort) dans les bouchons en PVC avec le boulon à œil. Évitez de heurter la rondelle/l'écrou à l'intérieur des bouchons en PVC !
Dénudez environ 5 mm (1/4 ") d'isolant à une extrémité de chaque morceau de fil isolé. Soudez-les au conducteur central et à la lèvre de soudure du connecteur BNC. Insérez les fils et la fiche en PVC avec la prise BNC dans le trou approprié de la pièce en T. Appuyez fermement sur le bouchon en PVC (j'ai utilisé une grande pince ajustable - pas de colle nécessaire).
Tirez chaque fil à travers les autres trous de la pièce en T. Passez-les à travers le petit trou percé dans les bouchons en PVC avec le boulon à œil. Appuyez fermement sur ces bouchons en PVC.

Les photos ci-dessous montrent l'isolateur central fini, la fixation du hauban et le tour final du Slinky au boulon à œil, et la connexion du fil isolé au Slinky :

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Les photos ci-dessus montrent que les deux derniers tours des deux extrémités de chaque Slinky sont maintenus ensemble par de petits clips. Le demi-tour final du Slinky (les deux extrémités) est très soigneusement plié à 90 degrés. aux clips. Le fil d'acier bon marché est très cassant - utilisez un rayon de courbure d'environ 1 cm (1/2"). Vous ne pouvez le plier qu'une seule fois , et seulement si vous utilisez un rayon suffisant ! Poncez légèrement environ 2 cm (1") de la bobine surface près des clips et soudez les fils de l'isolant central aux deux Slinkies.

Maintenant, tout ce qu'il reste à faire, c'est d'attacher chaque cordon de dacron à un boulon à œil, de le tirer à travers la bobine Slinky comprimée. Suspendez l'isolateur central au boulon à œil supérieur. Attachez les extrémités des cordons en dacron à... n'importe quoi (murs, arbres,...). Si vous le souhaitez, des isolateurs d'extrémité peuvent être utilisés. Par exemple, des isolateurs d'œufs traditionnels ou des colliers de serrage (simples et bon marché). Laissez suffisamment de fil de support pour remonter jusqu'à l'extrémité de la bobine étirée. Étirez les bobines des deux bobines à la même longueur (jusqu'à 4,5 m / 15 pi) et attachez le dernier tour plié de chaque bobine. Nous sommes maintenant prêts à passer à l'action !

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Comme le montre la photo ci-dessus, je n'ai pu installer l'antenne qu'à l'intérieur de mon appartement dans le sud de la France. J'ai quand même réussi à faire des QSO dans toute l'Europe, et même un QSO avec une station en Argentine sur 20m, en mode Hellschreiber et 50 watts. Cela ne veut pas dire que c'est une bonne antenne, ni qu'elle est mauvaise... Je l'ai comparée à un simple dipôle filaire de même longueur hors tout (2x 4,5 m / 15 ft) installé au même endroit : avec le Slinky, les signaux reçus étaient sensiblement plus forts.

Avec un simple syntoniseur d'antenne (MFJ-945E) sur mon émetteur-récepteur et 25 m (80 pieds) de câble coaxial RG58A/U au dipôle Slinky, je pouvais facilement charger et adapter le système d'antenne de 80 à 6 m. Oui, je sais : 1) cela ne dit absolument rien sur les performances de l'antenne, et 2) cette configuration est plutôt une mauvaise pratique pour un fonctionnement non résonnant et multibande ! J'aurais dû utiliser des bifilaires de 300 ou 450 Ω, mais je n'en avais pas sous la main...

par **14RC126** Sam 13 Mai - 22:53

DIPÔLE SLINKY EN LAITON

Les Slinkies standard sont fabriqués en acier de qualité inférieure très bon marché. Je ne sais pas s'ils sont galvanisés (zingués). S'il s'agit d'acier ordinaire, c'est aussi un conducteur relativement médiocre par rapport au cuivre. Je n'ai aucune idée si le fil d'acier génère d'étranges effets magnétiques d'antenne. Ainsi, mi-2008, j'ai fait des folies et j'ai commandé une antenne à fil long en laiton massif "double Slinky" pour 40 $.

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"longwire", composée de deux Slinkies en laiton

J'ai fait du nord avec eux jusqu'en août 2014. Je les ai dépoussiérés, les ai transformés en un dipôle rapide et sale et pris quelques mesures. J'ai étiré chaque Slinky en une bobine de 6 mètres de long (≈20 pieds). Les Slinkies en laiton peuvent être étirés beaucoup plus que les Slinkies en acier bon marché. En 2007, j'ai déménagé dans un appartement penthouse avec une belle terrasse de taille, donc je peux installer des (petites) antennes à l'extérieur. Mon tuner/coupleur d'antenne automatique (ATU) est monté sur le mur extérieur du coin de mon salon. Une courte section (1,5 m, 5 pieds) de câble bifilaire de 300 Ω relie le dipôle à l'ATU. Dans cette expérience, l'antenne n'a été installée qu'à environ 7 pieds (2 m) du sol.

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quelques mesures rapides avec mon analyseur d'antenne miniVNA à la fin de la courte ligne d'alimentation à deux fils. Avec le dipôle Slinky étiré à 2x6 mètres (2x 20 pieds), j'ai obtenu le tracé SWR suivant :

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Le tracé SWR montre deux creux profonds dans la gamme 1-30 MHz : autour de 7,4 et 20,2 MHz. En ajustant la longueur des bobines étirées, celles-ci peuvent être déplacées vers les bandes de 20 et 15 m. Un creux moyen se situe autour de 17,1 MHz. Deux creux peu profonds sont à 8,7 et 26,9 MHz. Aucun des cinq creux ne semble harmoniquement lié. Le fait que les Slinkies fournissent une charge inductive peut provoquer des résonances supplémentaires avec des capacités parasites. Je ne peux pas non plus exclure le couplage avec la longue gouttière en zinc et le garde-corps en acier de ma terrasse.

Notez qu'un simple dipôle filaire avec la même portée aurait une fréquence de résonance d'environ 9,4 MHz (en espace libre). Cela suggère que ce dipôle Slinky semble être 20% plus long qu'un dipôle filaire de même taille. Mon tuner/coupleur charge cette antenne sans aucun problème de 80 à 10 m, bien que le réglage ait pris beaucoup de temps dans la bande des 10 m.

par **14RC126** Sam 13 Mai - 22:57

EN SAVOIR PLUS SUR LE RÉGLAGE D'UN DIPÔLE SLINKY

Clairement, il y a (au moins) deux manières d'accorder un dipôle Slinky :

en faisant varier symétriquement l'espacement entre les spires de la bobine (quantité "d'étirement" et portée globale de bout en bout du dipôle), et/ou
en faisant varier symétriquement le nombre effectif de spires de bobine, en court-circuitant plusieurs spires adjacentes (qui sont alors de préférence comprimées les unes contre les autres).

Bien sûr, cela revient à régler l'inductance de n'importe quelle bobine en la déformant ! Cette manière d'accorder un dipôle Slinky a d'ailleurs été brevetée aux USA en 1974 (réf. 18) !

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Antenne dipolaire en spirale accordable (diamètre de bobine 4 pouces (10 cm), 2 x 75 tours)
(source : réf. 19)
Le dipôle 80-40-20 a été vendu "brevets en instance" par Teletron Data Corp., au moins dès 1973 (réf. 4). Le kit comprenait 2 bobines Slinky, un isolateur central, un cordon en nylon, des crochets, 50 pieds de câble coaxial avec un connecteur PL259 (six tours de câble coaxial à installer au point d'alimentation, comme starter en mode commun), et une instruction feuille

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