Antenne Discône

par **14RC126** Sam 2 Sep - 8:14

L'antenne discone est capable de fournir une bande passante d'environ 10:1 avec une caractéristique de rayonnement omnidirectionnel, ce qui la rend idéale pour de nombreuses utilisations dans la partie VHF et UHF du spectre, y compris comme antenne de scanner.

L'antenne discone ou l'antenne discone est souvent utilisée lorsqu'une conception d'antenne RF omnidirectionnelle à large bande ou à bande passante est nécessaire.

L'antenne discone est utilisée pour de nombreuses applications de communication radio, depuis le balayage et la surveillance radio pour les services commerciaux ou militaires jusqu'aux amateurs de scanners domestiques.

Compte tenu de leur taille, de leur poids et de leur dérive ou de leur résistance au vent, ces antennes sont normalement utilisées pour des fréquences supérieures à 30 MHz, mais elles peuvent parfois être conçues pour une utilisation à des fréquences inférieures, bien que l'espace requis puisse être important.

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Bases de l'antenne Discone
Bien que parfois appelée antenne scanner, l'antenne discone tire son nom de sa forme : elle est constituée d'un disque supérieur en dessous duquel se trouve un cône.

Le disque et le cône peuvent être fabriqués à partir d'une tôle solide, mais cela augmenterait la dérive, c'est-à-dire la résistance au vent ou la charge du vent et son poids. Normalement, ils sont constitués de tiges capables de simuler électriquement le disque et le cône. Souvent, entre six et seize tiges sont utilisées, la plupart des modèles se situant dans la région inférieure du nombre de tiges.

L'antenne discone peut fonctionner sur des plages de fréquences allant jusqu'à 10:1 en fonction de la conception particulière, et elle offre également un angle de rayonnement (et de réception) relativement faible. Cela le rend idéal pour les applications VHF/UHF car sa plus grande sensibilité est parallèle ou presque parallèle à la Terre. Cependant, vers le haut de sa gamme de fréquences, on constate que l'angle de rayonnement augmente légèrement.

Bien qu’elle soit largement utilisée pour les applications de réception, l’antenne discone est moins couramment utilisée pour la transmission. Il y a plusieurs raisons à cela. Bien qu’elle offre une large bande passante, elle n’est pas optimisée pour une bande de fréquences particulière et est moins efficace que de nombreux autres types de conceptions d’antennes RF pouvant être utilisées.

De plus, la nature large bande de l'antenne RF signifie que les signaux parasites peuvent être rayonnés plus facilement et que le niveau de puissance réfléchie variera sur la plage de fonctionnement et peut dépasser les limites acceptables dans certaines zones. Cependant, avec un équipement moderne, le filtrage du signal est normalement très bon, et cela ne devrait pas poser trop de problèmes.

Aspects physiques du discone
La conception de base de l'antenne discone RF ou de l'antenne scanner se compose de trois composants principaux : l'isolant, les éléments coniques et les éléments disques.

Parmi les composants de l'antenne RF, la taille de l'isolant détermine un certain nombre de facteurs de performance de l'antenne. Il est fabriqué à partir d'un matériau isolant et sert à maintenir les éléments en forme de disque et de cône en place, en les maintenant à une distance fixe les uns des autres. En fait, cette distance est l’un des facteurs qui déterminent la gamme de fréquences globale de la conception particulière de l’antenne RF. Elle est représentée par la distance D sur le schéma.

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Deuxièmement, les éléments coniques doivent avoir un quart de longueur d'onde à la fréquence de fonctionnement minimale. Cela peut être calculé à partir de la formule :

UNE =75000F
Où :
A est la longueur des éléments coniques en millimètres.
f est la fréquence en MHz

Troisièmement, les éléments de disque doivent avoir une longueur totale de 0,7 quart de longueur d'onde. Cela peut être calculé à partir de la formule :

B =52550F
Où :
B est la longueur des éléments du disque en millimètres.
f est la fréquence en MHz

Le diamètre du sommet du cône dépend principalement du diamètre du câble coaxial utilisé. Ceci détermine la limite de fréquence supérieure de l'antenne. Plus le diamètre est petit, plus la fréquence est élevée. Elle est représentée par la distance C sur le schéma.

Pour de nombreux modèles fonctionnant dans la région VHF/UHF du spectre radio, cette valeur est d'environ 15 millimètres. L'espacement entre le cône et le disque doit être d'environ un quart du diamètre intérieur du cône, soit environ trois à quatre millimètres.

Elément vertical supplémentaire sur discone
On verra souvent des discones avec un élément vertical supplémentaire fixé au sommet de l'antenne. C'est souvent le cas lorsqu'elles sont utilisées comme antenne de scanner.

Cet élément vertical supplémentaire sur le discone contribue à étendre la réponse en fréquence inférieure de l'antenne globale, offrant ainsi des performances améliorées aux fréquences inférieures.

L’inconvénient de l’ajout d’un élément vertical est qu’il peut réduire l’efficacité aux fréquences plus élevées.

Opération Discone
Le fonctionnement du discone est relativement compliqué, mais il peut être envisagé de manière simplifiée. Les éléments disque et cône simulent suffisamment un disque et un cône électriquement complets à partir desquels l'énergie est rayonnée. En conséquence, plus le nombre d'éléments est élevé, meilleure est la simulation, même si en réalité il existe un équilibre entre performances, coût et résistance au vent. Souvent, environ six éléments sont utilisés, mais le nombre n’est pas critique.

En fonctionnement, l'énergie du chargeur rencontre l'antenne RF et se propage sur la surface du cône depuis le sommet vers la base jusqu'à ce que la distance verticale entre le point du cône et le disque soit d'un quart de longueur d'onde. De cette manière, il est possible que l’énergie soit rayonnée ou reçue efficacement.

L'antenne RF rayonne et reçoit de l'énergie polarisée verticalement et le diagramme de rayonnement est omnidirectionnel dans le plan horizontal. L'antenne rayonne la majeure partie de l'énergie sous un faible angle qu'elle maintient sur la majeure partie de la plage de fonctionnement. Généralement, il y a peu de changement sur une plage de 5:1 et au-dessus, une légère augmentation de l'angle.

Avec le point d'alimentation en haut de l'antenne RF, le point maximum actuel se trouve également en haut. On constate également qu'en dessous de la fréquence minimale l'antenne présente une très mauvaise désadaptation avec le feeder. Cependant, une fois que la fréquence dépasse ce point, une adaptation raisonnable au câble coaxial de 50 ohms est maintenue sur pratiquement toute la bande.

En ce qui concerne ses exigences de fonctionnement, l'antenne est autonome. Contrairement à diverses antennes verticales, elle ne nécessite l'utilisation d'aucune connexion à la terre, etc. De plus, le discone est une antenne asymétrique et peut être alimenté directement à partir d'une alimentation coaxiale.

L'antenne discone est largement utilisée en VHF et au-dessus lorsqu'une antenne large bande est nécessaire. Bien qu'il ne soit pas directif de la même manière qu'un Yagi, il fournit un faible angle de rayonnement idéal pour les applications terrestres, tant pour les applications de communications radio commerciales que amateurs/passe-temps.

par **14RC126** Sam 2 Sep - 8:17

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par **14RC126** Sam 2 Sep - 8:23

UN PROJET D'ANTENNE DISCONE

Si vous ne connaissez pas ce type d'antenne , c'est normal parce qu'elle n'est pas connue. Elle n'est pas non plus très populaire en haute fréquence ou même de VHF, mais elle est employée couramment comme antenne de base pour des services de secours (la police, le feu, ambulance). Sa renommée est dû à la très large gamme de fréquence quelle couvre.

Une discone conçu pour couvrir 144 mégahertz peut facilement couvrir jusqu'à 1296 mégahertz. L'impédance au point d'alimentation est de 50 ohms non balancé. Elle est verticalement polarisée, omnidirectionnelle et on peut la comparer à une antenne ground plane à bande très très large.

Cette antenne n'est pas très bonne pour les signaux faibles (dx ), mais elle est la meilleure antenne pour faire de l'écoute avec un balayeur d'onde (scanner ).

Comme son nom l'indique, cette antenne est constituée d'un disque qui est orienté horizontalement. Le disque est alimenté par le conducteur (centre ) du câble coaxial. Immédiatement au-dessous du disque, on trouve le cône qui est relié au blindage tressé du câble coaxial. Le disque est centré au-dessus de l'apex du cône.

La taille oblique du cône est égale à la longueur de 1/4 de longueur d'onde dans le libre espace. Si vous prenez une section transversale verticale par le centre du cône, la section formera une triangle isocèle avec cône. Tous les côtés du triangle sont égaux. Chaque angle est de 60 degrés. La ligne d'alimentation qui monte verticalement forme un angle de 30 deg. avec la surface du disque.

Ok, assez de géométrie. Nous pouvons également simplifier la construction en simulant le disque et le cône avec une armature de fils électriques. L'antenne discone que j'ai construite a été construite avec des fils d'acier [Vous devez être inscrit et connecté pour voir ce lien] . La taille oblique du cône était de 76 cm et la conception finale a pris huit fils pour simuler le cône et huit fils pour simuler le disque. Le diamètre du disque de 51.5 cm. Puisque cette discone en particulier a été taillée pour une fréquence d'environ 100 mégahertz, aucunes de ces dimensions étaient critiques.

De bons résultats ont été obtenus sur 2 mètres. J ‘ai posé l'antenne sur le plancher et j'ai obtenu TOS de 1.1 à 1 tout à travers la bande de 2 mètres. C'était avec huit fils chacun pour le disque et le cône. Avec six fils chacun, le TOS était 1.2 à 1. Avec quatre fils j'ai obtenu un TOS de 1.4 à 1. Avec deux fils j'ai obtenu un TOS de 2.5 à 1. Cet essai a été seulement fait sur 2 mètres.

La structure entière est soutenu par l'apex du cône, tout le poids est soutenu par le mât .La construction finale a progressé comme suit.

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Pour une discone couvrant de 100 mhz à 1300 mhz

D ( DISC ) = 5102/F = 51.5 cm

L ( CÔNE ) = 7505/F = 76 cm

ANGLE = 60 DEG. total (A = 30 x 2 )

S ( ESPACEMENT ) = 2.5 mm ( 20% du diamètre du câble coaxial )

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J'ai préféré des tuyaux et des tiges d'aluminium

et j'ai fileté les tiges directement.

( On en trouve facilement dans les grands magasins de rénovations ou ferronneries )

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