S'enregistrer
Mhz RADIO DIRECTIVE W8JK
Mhz RADIO - OC - HF - UHF - VHF - SHF - EHF / - CB - PMR - SWL - :: Questions Techniques & Matériels radios :: Antennes & Mats :: Antennes Directives & Cadre
Page 1 sur 1
DIRECTIVE W8JK
par Mhz Jeu 4 Jan - 18:39
Histoire
John Daniel Kraus (28/06/1910-18/07/2004), W8JK, a été directeur du radio observatoire de l’université de l’état de l’Ohio, aux USA. Il a travaillé à l’amélioration de plusieurs type d’antennes comme l’antenne hélice axiale dont il est l’inventeur, l’antenne dièdre… sans oublier le radiotélescope “Big Ear”, mais celle à laquelle il a laissé son nom est une directive à deux éléments fonctionnant sur une large gamme de fréquence. Il a mis cette antenne au moins dans les premiers mois de 1937 et publia sa description dans le magazine “RADIO” en 1937 et dans QST en janvier 1938. Facile à réaliser, elle a eu son heure de gloire avant que les beams de type Yagi ne se démocratisent.
Principe
L’antenne est pratiquement symétrique mais la moindre différence entre les deux éléments se traduit par une modification du diagramme de rayonnement, en général sans inconvénient. Chacun des deux dipôles a une longueur égale à la demi-onde de la fréquence la plus basse utilisée tandis que l’espacement entre les dipôles pour cette même fréquence est égale à lambda/8.
Gain et directivité
A une hauteur de lambda/8 l’angle de départ est de l’ordre de 45 degrés, il est théoriquement de 25 degrés pour une hauteur de lambda/2.
L’antenne est très directive et les signaux dans la direction des pointes sont fortement atténués.
Mais cette directivité est double car les signaux sont théoriquement aussi forts par l’avant que par l’arrière de l’antenne, contrairement à une antenne Yagi à deux éléments.
Bande de fréquence d’utilisationUtilisée avec une boîte de couplage pour réaliser l’adaptation d’impédance, la W8JK peut fonctionner sur une plage de fréquence dont la limite supérieure est environ 3 fois la limite inférieure. L’antenne est dimensionnée pour la fréquence la plus basse. Si cette fréquence est de 7 MHz, la fréquence supérieure sera de l’ordre de 21 ou 22 MHz.
L’antenne pourra fonctionner sur n’importe quelle bande amateur (et en fait sur n’importe quelle fréquence) entre ces deux extrêmes : bandes 40, 30, 20, 17 et 15 m. Bien sûr le ROS sera parfois très élevé sur la ligne bifilaire. Rien n’empêche d’utiliser l’antenne sur une fréquence inférieure à celle pourra laquelle les éléments ont une longueur d’une demi-onde mais la résistance de rayonnement devient très faible et le rendement de l’antenne diminue fortement.
L’adaptation d’impédance est effectuée à l’aide d’une boîte de couplage du genre de celle utilisée sur la center-fed : entrée parallèle à haute impédance et sortie sur câble coaxial à basse impédance vers le transceiver. En pratique, certaines fréquences sont difficilement utilisables à cause des impédances fortement réactives que la boîte de couplage ne peut pas compenser. Pour une utilisation sur une seule bande, l’adaptation d’impédance peut être grandement simplifiée à l’aide d’un stub côté antenne. Les pertes dans la ligne sont alors réduites en même temps que l’amplitude des ondes stationnaires. Si la sortie de l’émetteur permet le raccordement d’une ligne bifilaire, la boîte de couplage n’est plus indispensable. Mais dans ce cas l’antenne HB9CV est plus intéressante.
Réalisation
Pour les bandes basses, les dimensions de l’antenne sont trop grandes pour pouvoir réaliser facilement une beam rotative. La W8JK filaire ressemble à deux Lévy-centerfed parallèles. Une W8JK taillée pour la bande 80m peut être utilisée sur les bandes 40m et 30m. De 14 à 30 MHz on peut envisager une seule W8JK rotative adaptée, comme le serait une Lévy, à l’aide d’une boîte de couplage. La rotation de l’antenne se limite à 180 degrés pour couvrir toutes les directions. La W8JK peut être installée verticalement pour rayonner en polarisation verticale. Elle conserve une certaine directivité, moins marquée que lorsqu’elle est installée horizontalement et présente sur la plupart des fréquences un angle de départ assez faible.
Dimensions
Comme la beam W8JK n’est pas une antenne résonnante, du moins comme le sont le doublet demi-onde et l’antenne Yagi, ses dimensions ne sont pas critiques. On la taille pour la fréquence d’utilisation la plus basse, la boîte d’accord fait le reste.
| Bandes amateur | bande de fréquences | longueur d’un élément | espacement |
| 160, 80 | 1,7 à 5 MHz | 86 m | 21 m |
| 80, 40, 30 | 3,4 à 10,5 MHz | 43 m | 11 m |
| 40, 30, 20, 17, 15 | 7 à 22 MHz | 21 m | 5,3 m |
| 30, 20, 17, 15, 12, 10 | 10 à 31 MHz | 14,7 m | 3,7 m |
_________________ Mhz RADIO__________________
Regroupements d'informations Techniques.
Since Forum 2020
- F8OPC -
My Contact Localisation,
Free forum - Radio amateur & Citizen-Band - Regroupements d'informations techniques.
Mhz- Admin
- Messages : 3436
Date d'inscription : 11/11/2020 -
Re: DIRECTIVE W8JK
par Mhz Sam 14 Sep - 20:00
Histoire
Conçue à l'origine par John Kraus, W8JK vers 1940, cette antenne possède des propriétés intéressantes. Elle est caractérisée par deux éléments très rapprochés et déphasés. Bien que les champs des éléments ne se renforcent pas complètement dans aucune direction, le gain est néanmoins obtenu grâce à la diminution de la résistance au rayonnement due au couplage mutuel. L'impédance du point d'alimentation n'est que de 4 à 7 ohms.
La résistance plus faible entraîne un courant plus important, donc une intensité de champ plus importante, pour une puissance d'entrée donnée. La difficulté est que les pertes du système peuvent rapidement réduire le gain. La fabrication de cette antenne à partir de fil de cuivre et l'inclusion de pertes de fil réduisent le gain d'environ 0,6 dB, ce qui n'est pas trop grave . Mais une grande attention doit être accordée aux pertes dans les réseaux correspondants. Et les pertes augmentent rapidement et de manière significative lorsque l'espacement est rapproché au-dessous de la longueur d'onde de 0,1.
J'ai utilisé cette antenne dans les années 80 pendant 2 ans avec beaucoup de succès. La construction est simple et le réglage est simple puisque le concept est basé sur les principes de couplage mutuel et d'alimentation centrale.
Expérimentation
W8JK ouverte-pliée de 10 à 30 m (et 6 m) : le rayon de braquage n'est que de 2,7 à 3 mètres seulement. J'ai construit cette antenne dans les années 80 et les performances sont vraiment excellentes. Dans les années 80, mon W8JK a été construit avec une taille normale, comparez-la à la nouvelle qui est pliée en raison des contraintes environnementales de ma région (je n'ai pas le choix, car je vis dans une zone urbaine très dense, élever une Yagi de taille normale est impossible).
Les détails de l'antenne finalisée :
-Flèche de 2,70 m (les éléments entraînés mesurent 2,63 m)
-L'élément entraîné le plus long (monopôle) mesure 2,5 m de long, soit environ 5 m de long au total
-Le rayon de braquage est de seulement 2,7 m
Au cours des derniers jours, j'ai réussi à rassembler tout le matériel dont j'ai besoin et à effectuer quelques tests avec l'antenne à seulement 3 mètres de hauteur.
A ce stade les résultats sont au dessus de mes attentes et je peux même accéder à la bande 30m (Aucun gain) et 50Mhz avec un gain significatif.
Selon les simulations NEC et MMANA, les résultats sont très proches et correspondent, ce qui est le plus important.
D'après les tests que j'ai pu effectuer avant de placer l'antenne au sommet d'une tour, tous les signaux (en réception) sont meilleurs que ceux de mes antennes verticales et alimentées par l'extrémité. Cela semble prometteur pour quand l'antenne sera à 12 mètres de hauteur.
Détails de l'antenne :
Tous les détails sont fournis en fonction de la mesure que j'effectue avec un analyseur de réseau (depuis mon bureau) Keysight Hp8714, un VNA navo, un récepteur SDR, SK100 et j'utilisais un RPI avec RPITX comme générateur situé dans le jardin et piloté avec VNC par télécommande
-Gain d'antenne : de 2,5 à 3,5 dBd. Sur 10 MHz, le gain est presque égal à celui d'un dipôle isotrope. Sur 50 MHz, le gain est d'environ 4 à 5 dBd.
-Atténuation avant/arrière : Aucune
-Atténuation latérale : De 15 à 20 dB sauf pour les 50 MHz jusqu'à presque 20 dB
-Longueur et taille de la flèche : 50x50x3mm – 270cm de long (Aluminium)
-Longueur des pièces : 2,70m pour la flèche et 5m (2,5m + 2,50m) pour l'élément entraîné.
-Longueur du dipôle à fil entraîné : 10,40 m à 10,65 m
- Pilote de ligne de phase : 450 Ohms à double conducteur avec entretoises de 5 cm
-Rayon de braquage : 2,70 m
-Puissance max : 500W (à confirmer car cela est lié au fil D10 que j'utilise)
Il a à peu près la taille de l'antenne à faisceau MA5B de Cushcraft
Avantages et inconvénients du W8JK plié :
Avantages :
-Petite taille
-Simplicité : cette antenne est facile à construire et le montage prend environ 30 à 45 minutes (je rajouterai quelques photos)
-Performances concernant la taille de l'antenne par rapport au dipôle demi-onde.
-La perte de ligne de transmission en utilisant un câble jumelé de 450 Ohm par rapport au câble coaxial est vraiment meilleure
-Faisceau : Avec cette antenne, vous avez juste besoin de 180 degrés
-Résistivité et impédance de rayonnement : c'était une grande surprise. Je m'attendais à ce que l'impédance soit un peu plus élevée que celle du véritable W8JK, mais selon la mesure VNA, l'impédance est plus élevée que prévu. La bonne nouvelle est qu'il y a moins de pertes et un réglage facile, même avec un tuner commercial, probablement le MFJ969
-Comparé à un Yagi, vous n'avez presque rien à configurer dans la mesure où votre câble mesure environ la moitié de la longueur d'onde de la fréquence la plus basse et votre tuner d'antenne est efficace (Mac Coy).
Veuillez vous référer à cette page Web pour un tuner efficace pour cette antenne :
-Vous pouvez couvrir de 30 m à 6 m sans aucun problème et l'antenne fournit un gain sur toutes les bandes sauf 30 m.
-Vous aurez les mêmes performances par rapport à un Yagi 2 éléments avec Coil ou piège.
-Poids : En utilisant des cannes à pêche et de l'aluminium pour la flèche, vous obtiendrez environ 7 à 9 kg d'antenne uniquement. La mienne ne pèse que 8 kg.
Inconvénients :
-La ligne de transmission utilisant un câble jumelé est un peu fastidieuse pour l'acheminement jusqu'à la cabane
-Vous avez besoin d'un tuner dédié et l'utilisation d'un MAC-COY est recommandée. L'impédance est faible et sans un bon tuner, la perte sera importante lors de la transmission.
-Moins de performances par rapport à un Yagi pleine taille
-Bidirectionnel. Le F/B ne vous aidera pas à couvrir les parasites provenant de l'arrière de l'antenne.
Cette antenne est un bon compromis entre un dipôle et un Yagi pleine taille.
Vous trouverez ci-après les résultats de simulation de NEC4 et MMANA
L'antenne W8JK est une antenne à double dipôle à alimentation centrale alimentée par une paire de signaux en opposition de phase. Avec une alimentation centrale, nous pouvons simplement utiliser un balun pour alimenter le dipôle, mais avec la W8JK, ce n'est pas possible ou pas facile à réaliser. Pour ce faire, un diviseur de courant et de déphasage dédié doit être construit pour assurer une distribution correcte du courant et de la puissance dans les deux dipôles.
Les deux éléments dipôles sont alimentés par une paire de signaux en opposition de phase désignés ci-dessous par – et + (V+ et V-)
Chaque élément dipôle peut être divisé en deux parties ou monopôles. Le W8JK peut être associé en quatre monopôles. En raison des caractéristiques anti-phase des signaux d'excitation et , les courants sur les bras des 2 dipôles (4 monopôles) sont en opposition de phase aux points d'alimentation (alimentation notée dans mon schéma ci-dessous).
2 monopoles peuvent être associés en dipôle et concernant le courant, ils seront identiques (Ils devraient être identiques) dans les 2 dipôles équivalents. Les 2 dipôles doivent résonner à la même fréquence avec une distribution de puissance et de courant identique (C'est la spécificité de l'antenne W8JK, sinon l'antenne ne fonctionnera pas bien et les performances peuvent chuter de manière significative). Ceci, doit être pris en considération lors de la construction et vous devez utiliser le même matériel pour les deux dipôles. Avant de monter l'antenne en position finale sur le haut du mât, vous devez effectuer un test simple avec une pince plongeante ou plus simplement avec une boucle hertzienne et une petite ampoule ou LED.
Comment le tester :
-Faites tourner votre émetteur au ralenti entre 50 et 100 W
-Avec votre Hertz Loop ou Grip Dip, vérifiez tout le courant tout le long de l'antenne et de la ligne de phasage. Lorsque l'ampoule, la LED ou le Grip Dip est au maximum, cela signifie que le courant est au maximum. Des deux côtés de l'antenne le résultat DOIT ÊTRE IDENTIQUE. Dans le cas contraire, cela signifie que la répartition de puissance et de courant du réseau d'alimentation (ligne anti-phase) n'est pas parfaite.
La ligne de mise en phase ou réseau d'alimentation en opposition de phase est constituée d'une paire de lignes parallèles strictement identiques afin d'assurer une distribution parfaite du courant et de la puissance qui sont opposées aux points d'alimentation. Gardez à l'esprit que le réseau d'alimentation est également un diviseur de puissance et que la distribution de puissance doit évidemment être équivalente dans tous les monopôles. La ligne de mise en phase doit également avoir exactement la même longueur et être construite avec le même matériau. Il va sans dire que la soudure et toutes les connexions doivent être effectuées avec une attention particulière. Dans le cas contraire, la mise en phase de l'antenne sera perturbée avec un effet significatif sur l'impédance, et surtout sur le diagramme de rayonnement (la directivité sera affectée).
Les monopôles ou dipôles doivent être strictement identiques et avoir la même longueur. Une différence de longueur entraînera un « décalage de courant » entre un dipôle et l'autre. Ce décalage de courant « perturbera » le diagramme de rayonnement et le gain de l'antenne. Gardez à l'esprit que les dipôles ont également leur propre capacité et que celle-ci doit évidemment être identique.
La construction de cette antenne vous en apprendra beaucoup sur les réseaux d'antennes. Je recommande vivement aux nouveaux radioamateurs de construire cette antenne. Cela vous aidera certainement à bien comprendre son fonctionnement.
L'antenne est maintenant finalisée et j'ai réussi à effectuer quelques tests FT8, CW et SSB à faible puissance environ 70w Max lors des différents tests que j'ai effectués. J'ai été bluffé par les performances compte tenu de la taille (Radius) de l'antenne
Comparé à mes autres antennes HF, le niveau du signal est toujours meilleur d'au moins 1 point par rapport au S-mètre, la directivité et surtout l'atténuation côté antenne sont excellentes.
La grosse surprise a été concernant le 50Mhz, sur cette fréquence l'antenne fonctionne très bien.
La déception concerne la bande 10m, mais pour être honnête c'est quelque chose à quoi je m'attendais puisque la perche n'est pas adaptée à cette bande.
Gardez à l'esprit que cette antenne, selon la conception actuelle, est conçue pour la bande des 20 m, mais comme le dipôle à alimentation centrale avec le tuner d'antenne approprié, la W8JK peut également résonner sur d'autres bandes, en particulier avec les multiplicateurs : 2F, 4F, etc. Évidemment, les diagrammes de rayonnement font apparaître des éléments supplémentaires qui ne sont pas adaptés, mais en ce qui concerne la conception de l'antenne, cela ne peut être évité. L'antenne fonctionnera à des fréquences plus élevées, mais le diagramme se décompose en plusieurs lobes à mesure que la longueur électrique des éléments augmente à des fréquences plus élevées. Pour résoudre ce problème, il devrait être possible de réduire ou d'agrandir la longueur de la flèche, ce qui n'est pas facile à faire. Une antenne à faisceau multibande est toujours un compromis.
Le résultat final fournit environ 3 à 3,5 dbd par rapport à l'antenne de référence dipôle ou isotrope, ce qui n'est pas si mal compte tenu de la taille et de la conception originale de l'antenne. A 50 MHz, le gain de l'antenne est de près de 5 dBd
-MFJ969 : Ce tuner fonctionne étonnamment très bien avec cette antenne et je peux le régler de 30 MHz à 10 MHz
-Transformateur auto Mac Coy : Comme j'utilise le MFJ pour d'autres antennes ou pour des expérimentations, je préfère dédier le tuner d'antenne Mac Coy à cette antenne. Ce transformateur est vraiment simple à construire et aucun problème n'a été constaté et selon le dernier test effectué aujourd'hui avec une radio amateur italienne, le tuner fonctionne bien et n'a constaté aucune perte.
L'antenne W8JK est une antenne à faisceau plat construite avec 2 dipôles demi-onde (4 monopôles) alimentés par une ligne déphasée et les 2 dipôles sont situés à environ 1/8 d'onde l'un de l'autre. La résistance au rayonnement est d'environ 3 à 5 ohms, le gain d'environ 4 à 6 dbi signifie environ 2,5 à 3,9 dbd.
La directivité et le rapport avant/arrière sont nuls, puisque cette antenne est de par sa conception bidirectionnelle et l'impédance au point d'alimentation du dipôle est strictement identique (devrait être identique).
La principale contrainte de l'antenne W8JK concerne la résistance au rayonnement qui est très faible. Cette spécificité implique une circulation de courant élevée tout le long des dipôles et du tuner d'antenne. Toutes les connexions et soudures doivent être effectuées avec soin et beaucoup d'attention. Par conséquent, la particularité de la faible impédance avec un courant élevé aidera cette antenne à produire un gain avec chaque dipôle agissant comme un réflecteur. Cette spécificité permettra d'obtenir une antenne bidirectionnelle : La W8JK
La simulation avait fourni quelques résultats mais d'après mes mesures, avec le VNA avec un balun 1/1, ce sont les chiffres définitifs pour une antenne à 2 mètres de haut (R +/- jX)
L'impédance à la résonance d'un dipôle plié demi-onde est jusqu'à quatre fois supérieure à celle d'un dipôle demi-onde ordinaire, soit environ 240 -280 Ω. Ce n'est pas si loin de l'impédance caractéristique d'un câble à double fil de 450 Ω. Selon la conception que je teste, il s'agit d'un dipôle plié ouvert, c'est actuellement le chiffre que je mesure (évidemment, ce n'est pas un espace ouvert parfait et le sol et la hauteur n'était que de 2 mètres. Selon les résultats suivants, l'alimentation de cette antenne avec un câble double de 450 Ω et un balun 4:1 doit être testée
Fréquence –> R +/- jX
10,1 MHz –> 3 + 12
14,1 MHz –> 15 + 80
18,1 MHz –> 15 + 280
21,1 MHz –> 66 – 450
24,1 MHz –> 100 -256
28,2 MHz –> 1 – 400
50,1 MHz –> 57 + 15
Pour une meilleure compréhension, j'utilise « plié » mais je suppose que la formulation correcte devrait être « plié » ou « ouvert plié »
Le R très faible à 28 MHz n'aide pas du tout. Pour toutes les autres fréquences, les résultats confirment ce que j'ai constaté avec mes 2 tuners d'antenne : l'antenne est très facile à régler même avec un tuner commercial comme le MFJ969. Avec ce type de configuration, je veux dire un W8JK plié, par rapport à un W8JK standard non plié, le R est vraiment plus élevé et cela aide pour les impédances d'antenne qui sont plus élevées. Une impédance plus élevée entraîne moins de pertes et une meilleure efficacité.
L'objectif principal de ce projet était d'assurer une impédance décente des monopôles courts avec des distributions de courant optimales. L'efficacité était vraiment ma préoccupation concernant ce projet.
L'efficacité diminue rapidement avec la diminution de la résistance au rayonnement. Pour une puissance rayonnée constante, le courant doit être plus important pour des valeurs plus faibles de résistance au rayonnement. Un courant plus important signifie une perte plus importante et une réduction conséquente de l'efficacité ; par conséquent, la perte de puissance dans un monopôle à charge centrale est supérieure à celle d'une antenne équivalente à charge supérieure et la perte dans le cas à charge inférieure est supérieure à celle du cas à charge centrale. Cependant, une combinaison de chargement par le haut et par le bas donne une impédance de rayonnement qui, dans certains cas, réduit la perte à une valeur exceptionnellement faible par rapport au W8JK courbé.
Pour des résistances de rayonnement faibles, il n'y a pratiquement rien à faire pour améliorer leur efficacité jusqu'à une valeur raisonnable, sauf peut-être en utilisant un système multifilaire pour augmenter l'impédance, mais la solution pliée s'est avérée étonnamment un bon choix. L'efficacité des monopôles quart d'onde plus longs peut être considérablement augmentée par un pliage approprié.
Au cours de cette expérimentation, j'ai effectué de nombreux tests avec différentes longueurs de fil, différents angles de pliage et différents espacements d'éléments entraînés. Le meilleur résultat a été obtenu avec un angle de pliage d'au moins 65 degrés . Avec un angle inférieur, la résistance au rayonnement a considérablement diminué et le courant était vraiment trop élevé.
Selon cette configuration, la longueur du fil était vraiment la clé et avec moins d'un quart d'onde pour chaque monopôle, la résistance au rayonnement et l'impédance ont également chuté de manière significative. Dans le cadre de cette expérimentation et de cette configuration d'antenne, le monopôle doit être au moins à un quart d'onde (la fréquence la plus basse).
Comme je ne peux pas réduire la longueur des dipôles sans une baisse significative des performances, l'idée principale a été de les replier afin de réduire l'encombrement de l'antenne . Cette expérimentation donne des résultats et des performances corrects .
Le fil que j'utilise a une section de 1 mm seulement et fonctionne parfaitement entre 400 et 500 W
Inconvénients : La petite section du fil va limiter la puissance de l'antenne. Je n'ai pas fait de test au dessus de 500w mais avec 300 jusqu'à 500w l'antenne est capable de supporter une telle puissance.
- L'antenne W8JK non pliée de taille standard a un meilleur gain (environ +1dbd) mais une atténuation latérale moindre. De plus, la chute de résistance au rayonnement et le réglage étaient un peu fastidieux à réaliser avec le tuner d'antenne commercial (aucun problème avec le tuner Mac Coy) . D'après WEBSdr et les mesures avec l'analyseur spectral, l'antenne de taille standard fournit une meilleure énergie rayonnée. Les courants dans les dipôles sont plus uniformes et cohérents.
- L'antenne Open-Folded W8JK a moins de gain mais une meilleure atténuation latérale. La résistance au rayonnement était un peu plus élevée et le réglage était plus facile. L'atténuation latérale est impressionnante et au début, je pensais que l'antenne ne fonctionnait pas du tout jusqu'à ce que je la dirige vers le signal et l'emplacement de l'émetteur. Les courants dans les dipôles sont moins constants, en particulier sur la bande des 10 m.
-J'ai également essayé d'autres longueurs pour les dipôles, mais la meilleure efficacité a été obtenue avec une longueur d'au moins 10,40 m. Par exemple : avec une longueur de 8,50 mètres, les performances étaient vraiment médiocres. Les meilleures performances ont été obtenues de 10,65 m à 10,40 m
-J'ai également essayé différents angles et longueurs de pôle central, mais en définitive, l'angle minimum est d'environ 65 degrés. Avec moins de courant tout le long de l'antenne, tout était à l'envers avec une incohérence importante impliquant de mauvaises performances et un gain médiocre.
Test restant que je dois effectuer :
Étant donné que l'impédance du point d'alimentation à la résonance est supérieure à celle du W8JK non plié, je dois tester le point d'alimentation avec un transformateur de courant ou de tension 4:1 .
Les tests et les expérimentations sont vraiment la clé et il y a 2 semaines, j'ai réussi à effectuer des tests supplémentaires avec différentes tailles d'antenne. Les résultats suivants sont les meilleures performances que je puisse obtenir en modifiant simplement la longueur du monopole horizontal à 3 mètres (au lieu de 2,5 mètres). Cette modification augmente un peu le rayon de braquage à 3 mètres (auparavant, il était de 2,70 mètres), ce qui est toujours acceptable pour un espace et des contraintes limités.
La longueur de la flèche reste identique à 2,63 m
Résultats :
Étant donné que cette antenne est vraiment simple, le coût total était d'environ 125 euros seulement :
-Boom aluminium : 50x50x3mm et 2.65 Long : 45Euros (poids 3.5kg)
-4 cannes à pêche en fibre de verre, 5 mètres de long : 32 Euros (Comme je n'utilise pas la taille réelle, le poids est de 1 kg seulement pour le poids total)
-Fil et câble jumelé pour la ligne de phasage : 10 euros
-Boulon, vis environ 20 euros
-Divers : 20 euros
Le poids final est de seulement 8 kg (le MA5B de Cushcraft pèse environ 12 kg)
L'avantage de ma conception est que vous pouvez facilement convertir l'antenne pliée en une antenne W8JK pleine taille. La conversion en une Moxon, une ZL SPECIAL ou une Maria-Maluca sera également facile. Cette conception vous offrira une certaine flexibilité.
J'ai réussi à contacter la Thaïlande, seulement 45 watts avec un signal de -7 db
-Pendant l'expérimentation, j'ai remarqué que tout morceau de métal, collier ou toute pièce conductrice peut affecter les performances de l'antenne.
Le résultat principal est que je dois interdire toutes les pièces métalliques pendant la construction et c'est pourquoi, par exemple, j'utilise une tige en bois pour transporter la canne à pêche ; au départ, j'utilisais également une tige en aluminium au lieu de bois et cela affectait certainement les performances de l'antenne et le diagramme de rayonnement.
Mon intention initiale était d'utiliser du bois pour la flèche, mais malheureusement je ne trouve pas celui qui convient ou celui que j'ai trouvé était vraiment trop lourd.
-La ligne de phase doit être isolée et séparée de la flèche d'au moins 5 cm. J'utilise une entretoise en nylon, des boulons en nylon et une vis en nylon.
-La canne à pêche doit être parfaitement isolée de la bôme ; j'ai vu un document avec des cannes faisant partie de la bôme. La simulation et les différents tests que j'ai effectués montrent simplement quelque chose : cela ne fonctionne pas du tout et les dipôles DOIVENT être isolés de la bôme
-J'utilise un fil de ligne téléphonique D10 ; j'utilise ce fil pour mon antenne verticale et je devrais pouvoir gérer jusqu'à 500 à 600 W (ce fil avec mon antenne verticale peut gérer environ 700 à 800 W, mais comme le courant peut être très élevé pour l'antenne W8JK, je suppose que 500 W est quelque chose à quoi je peux m'attendre. Lors de mon test avec 500 W, aucune chaleur ni effet latéral n'a été détecté).
-Le poteau central fait partie de la canne à pêche puisque je n'utilise pas toute la longueur de la canne.
Mise à jour 2023
Comme je suis maintenant situé au Brunei Darussalam depuis quelques années, il s'agit d'une version mise à jour de l'antenne.
Conclusion et résumé
Cette antenne n'est définitivement pas la plus performante, surtout compte tenu de son design. Par conséquent, compte tenu de sa taille, cette antenne est vraiment intéressante si vous avez des contraintes d'environnement et un espace disponible limité.
Si vous avez un peu de place disponible, vous devriez envisager le W8JK/MOXON décrit sur ce site. Le W8JK/MOXON offrira un meilleur gain et aucune contrainte concernant la bande des 10 m
L'antenne offre une couverture avec des performances assez décentes de 10 MHz à 50 MHz, y compris toutes les bandes WARC intermédiaires (0 dbd sur 10 MHz et environ de 2,5 dbd à 3,5 dbd, sur 50 MHz le gain est très proche de 5 db, ce qui est une surprise étant donné que la longueur de la flèche ne correspond pas à la longueur d'onde de 50 MHz. Pour 50 MHz, l'impédance de rayonnement est de près de 50 ohms.
Contre un dipôle ou une antenne verticale 1/4 d'onde, le W8JK est plus performant dans la plupart des cas et m'aide vraiment lors des prises de courant avec certaines stations DX rares.
L'atténuation latérale avec cette configuration pliée est excellente (ce fut une belle surprise).
Construire cette antenne fut un défi et une expérience formidable. Ce type de projet vous ramènera aux bases de la radio-électricité et à l'essence du hobby radioamateur.
Comme mentionné dans cette étude, cette conception W8JK offre la possibilité de conceptions et de longueurs d'éléments alternatives afin de faire face à vos exigences et contraintes. Les modifications sont vraiment faciles grâce à la spécificité des réseaux de couplage mutuel avec la conception W8JK, cela n'implique pas de configuration fastidieuse à effectuer. Au moins la longueur minimale des dipôles doit être conforme à la fréquence que vous utilisez. Pour cette étude, la fréquence la plus basse est de 14 MHz et cela implique une longueur minimale de 10,40 m (1/2 longueur d'onde) pour les dipôles afin de conserver le meilleur diagramme de rayonnement et les meilleures performances. Vous n'avez pas besoin de couper ou d'ajouter du fil .
Conçue à l'origine par John Kraus, W8JK vers 1940, cette antenne possède des propriétés intéressantes. Elle est caractérisée par deux éléments très rapprochés et déphasés. Bien que les champs des éléments ne se renforcent pas complètement dans aucune direction, le gain est néanmoins obtenu grâce à la diminution de la résistance au rayonnement due au couplage mutuel. L'impédance du point d'alimentation n'est que de 4 à 7 ohms.
La résistance plus faible entraîne un courant plus important, donc une intensité de champ plus importante, pour une puissance d'entrée donnée. La difficulté est que les pertes du système peuvent rapidement réduire le gain. La fabrication de cette antenne à partir de fil de cuivre et l'inclusion de pertes de fil réduisent le gain d'environ 0,6 dB, ce qui n'est pas trop grave . Mais une grande attention doit être accordée aux pertes dans les réseaux correspondants. Et les pertes augmentent rapidement et de manière significative lorsque l'espacement est rapproché au-dessous de la longueur d'onde de 0,1.
J'ai utilisé cette antenne dans les années 80 pendant 2 ans avec beaucoup de succès. La construction est simple et le réglage est simple puisque le concept est basé sur les principes de couplage mutuel et d'alimentation centrale.
Expérimentation
W8JK ouverte-pliée de 10 à 30 m (et 6 m) : le rayon de braquage n'est que de 2,7 à 3 mètres seulement. J'ai construit cette antenne dans les années 80 et les performances sont vraiment excellentes. Dans les années 80, mon W8JK a été construit avec une taille normale, comparez-la à la nouvelle qui est pliée en raison des contraintes environnementales de ma région (je n'ai pas le choix, car je vis dans une zone urbaine très dense, élever une Yagi de taille normale est impossible).
-Flèche de 2,70 m (les éléments entraînés mesurent 2,63 m)
-L'élément entraîné le plus long (monopôle) mesure 2,5 m de long, soit environ 5 m de long au total
-Le rayon de braquage est de seulement 2,7 m
Au cours des derniers jours, j'ai réussi à rassembler tout le matériel dont j'ai besoin et à effectuer quelques tests avec l'antenne à seulement 3 mètres de hauteur.
A ce stade les résultats sont au dessus de mes attentes et je peux même accéder à la bande 30m (Aucun gain) et 50Mhz avec un gain significatif.
Selon les simulations NEC et MMANA, les résultats sont très proches et correspondent, ce qui est le plus important.
D'après les tests que j'ai pu effectuer avant de placer l'antenne au sommet d'une tour, tous les signaux (en réception) sont meilleurs que ceux de mes antennes verticales et alimentées par l'extrémité. Cela semble prometteur pour quand l'antenne sera à 12 mètres de hauteur.
Détails de l'antenne :
Tous les détails sont fournis en fonction de la mesure que j'effectue avec un analyseur de réseau (depuis mon bureau) Keysight Hp8714, un VNA navo, un récepteur SDR, SK100 et j'utilisais un RPI avec RPITX comme générateur situé dans le jardin et piloté avec VNC par télécommande
-Gain d'antenne : de 2,5 à 3,5 dBd. Sur 10 MHz, le gain est presque égal à celui d'un dipôle isotrope. Sur 50 MHz, le gain est d'environ 4 à 5 dBd.
-Atténuation avant/arrière : Aucune
-Atténuation latérale : De 15 à 20 dB sauf pour les 50 MHz jusqu'à presque 20 dB
-Longueur et taille de la flèche : 50x50x3mm – 270cm de long (Aluminium)
-Longueur des pièces : 2,70m pour la flèche et 5m (2,5m + 2,50m) pour l'élément entraîné.
-Longueur du dipôle à fil entraîné : 10,40 m à 10,65 m
- Pilote de ligne de phase : 450 Ohms à double conducteur avec entretoises de 5 cm
-Rayon de braquage : 2,70 m
-Puissance max : 500W (à confirmer car cela est lié au fil D10 que j'utilise)
Il a à peu près la taille de l'antenne à faisceau MA5B de Cushcraft
Avantages et inconvénients du W8JK plié :
Avantages :
-Petite taille
-Simplicité : cette antenne est facile à construire et le montage prend environ 30 à 45 minutes (je rajouterai quelques photos)
-Performances concernant la taille de l'antenne par rapport au dipôle demi-onde.
-La perte de ligne de transmission en utilisant un câble jumelé de 450 Ohm par rapport au câble coaxial est vraiment meilleure
-Faisceau : Avec cette antenne, vous avez juste besoin de 180 degrés
-Résistivité et impédance de rayonnement : c'était une grande surprise. Je m'attendais à ce que l'impédance soit un peu plus élevée que celle du véritable W8JK, mais selon la mesure VNA, l'impédance est plus élevée que prévu. La bonne nouvelle est qu'il y a moins de pertes et un réglage facile, même avec un tuner commercial, probablement le MFJ969
-Comparé à un Yagi, vous n'avez presque rien à configurer dans la mesure où votre câble mesure environ la moitié de la longueur d'onde de la fréquence la plus basse et votre tuner d'antenne est efficace (Mac Coy).
Veuillez vous référer à cette page Web pour un tuner efficace pour cette antenne :
-Vous pouvez couvrir de 30 m à 6 m sans aucun problème et l'antenne fournit un gain sur toutes les bandes sauf 30 m.
-Vous aurez les mêmes performances par rapport à un Yagi 2 éléments avec Coil ou piège.
-Poids : En utilisant des cannes à pêche et de l'aluminium pour la flèche, vous obtiendrez environ 7 à 9 kg d'antenne uniquement. La mienne ne pèse que 8 kg.
Inconvénients :
-La ligne de transmission utilisant un câble jumelé est un peu fastidieuse pour l'acheminement jusqu'à la cabane
-Vous avez besoin d'un tuner dédié et l'utilisation d'un MAC-COY est recommandée. L'impédance est faible et sans un bon tuner, la perte sera importante lors de la transmission.
-Moins de performances par rapport à un Yagi pleine taille
-Bidirectionnel. Le F/B ne vous aidera pas à couvrir les parasites provenant de l'arrière de l'antenne.
Cette antenne est un bon compromis entre un dipôle et un Yagi pleine taille.
Vous trouverez ci-après les résultats de simulation de NEC4 et MMANA
Les deux éléments dipôles sont alimentés par une paire de signaux en opposition de phase désignés ci-dessous par – et + (V+ et V-)
2 monopoles peuvent être associés en dipôle et concernant le courant, ils seront identiques (Ils devraient être identiques) dans les 2 dipôles équivalents. Les 2 dipôles doivent résonner à la même fréquence avec une distribution de puissance et de courant identique (C'est la spécificité de l'antenne W8JK, sinon l'antenne ne fonctionnera pas bien et les performances peuvent chuter de manière significative). Ceci, doit être pris en considération lors de la construction et vous devez utiliser le même matériel pour les deux dipôles. Avant de monter l'antenne en position finale sur le haut du mât, vous devez effectuer un test simple avec une pince plongeante ou plus simplement avec une boucle hertzienne et une petite ampoule ou LED.
Comment le tester :
-Faites tourner votre émetteur au ralenti entre 50 et 100 W
-Avec votre Hertz Loop ou Grip Dip, vérifiez tout le courant tout le long de l'antenne et de la ligne de phasage. Lorsque l'ampoule, la LED ou le Grip Dip est au maximum, cela signifie que le courant est au maximum. Des deux côtés de l'antenne le résultat DOIT ÊTRE IDENTIQUE. Dans le cas contraire, cela signifie que la répartition de puissance et de courant du réseau d'alimentation (ligne anti-phase) n'est pas parfaite.
La ligne de mise en phase ou réseau d'alimentation en opposition de phase est constituée d'une paire de lignes parallèles strictement identiques afin d'assurer une distribution parfaite du courant et de la puissance qui sont opposées aux points d'alimentation. Gardez à l'esprit que le réseau d'alimentation est également un diviseur de puissance et que la distribution de puissance doit évidemment être équivalente dans tous les monopôles. La ligne de mise en phase doit également avoir exactement la même longueur et être construite avec le même matériau. Il va sans dire que la soudure et toutes les connexions doivent être effectuées avec une attention particulière. Dans le cas contraire, la mise en phase de l'antenne sera perturbée avec un effet significatif sur l'impédance, et surtout sur le diagramme de rayonnement (la directivité sera affectée).
Les monopôles ou dipôles doivent être strictement identiques et avoir la même longueur. Une différence de longueur entraînera un « décalage de courant » entre un dipôle et l'autre. Ce décalage de courant « perturbera » le diagramme de rayonnement et le gain de l'antenne. Gardez à l'esprit que les dipôles ont également leur propre capacité et que celle-ci doit évidemment être identique.
La construction de cette antenne vous en apprendra beaucoup sur les réseaux d'antennes. Je recommande vivement aux nouveaux radioamateurs de construire cette antenne. Cela vous aidera certainement à bien comprendre son fonctionnement.
- Code:
FOLDED W8JK 10 to 30 m
*
14.15
***Wires***
13
0.1195, 0.02, 0.0, 0.1195, 2.525, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.61738, 0.01551, 0.0, -2.61738, 2.52551, 0.0, 7.500e-04, -1
0.1195, -0.02, 0.0, 0.1195, -2.525, 0.0, 7.500e-04, -1
0.1195, -0.02, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.01864, 7.500e-04, -1
-2.61738, -2.52701, 0.0, -2.61738, -0.01701, 0.0, 7.500e-04, -1
-2.61738, 0.01551, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.01864, 7.500e-04, -1
-1.24894, 0.0, 0.01551, 0.1195, 0.02, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.61738, -0.01701, 0.0, -1.24894, 0.0, 0.01551, 7.500e-04, 0
-1.24894, 0.0, 0.01551, -1.24894, 0.0, -0.01864, 7.500e-04, -1
0.1195, -2.525, 0.0, 0.1195, -0.1, 1.1, 7.500e-04, -1
-2.61738, -2.52701, 0.0, -2.61738, -0.08136, 1.10788, 7.500e-04, -1
0.1195, 2.525, 0.0, 0.1195, 0.1, 1.1, 7.500e-04, -1
-2.61738, 2.52551, 0.0, -2.61738, 0.08136, 1.10001, 7.500e-04, -1
***Source***
1, 0
w9c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 1
***Segmentation***
400, 200, 1.6, 2
***G/H/M/R/AzEl/X***
1, 12.0, 1, 450.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
F5NPV
Performances de l'antenne W8JK
L'antenne est maintenant finalisée et j'ai réussi à effectuer quelques tests FT8, CW et SSB à faible puissance environ 70w Max lors des différents tests que j'ai effectués. J'ai été bluffé par les performances compte tenu de la taille (Radius) de l'antenne
Comparé à mes autres antennes HF, le niveau du signal est toujours meilleur d'au moins 1 point par rapport au S-mètre, la directivité et surtout l'atténuation côté antenne sont excellentes.
La grosse surprise a été concernant le 50Mhz, sur cette fréquence l'antenne fonctionne très bien.
La déception concerne la bande 10m, mais pour être honnête c'est quelque chose à quoi je m'attendais puisque la perche n'est pas adaptée à cette bande.
Gardez à l'esprit que cette antenne, selon la conception actuelle, est conçue pour la bande des 20 m, mais comme le dipôle à alimentation centrale avec le tuner d'antenne approprié, la W8JK peut également résonner sur d'autres bandes, en particulier avec les multiplicateurs : 2F, 4F, etc. Évidemment, les diagrammes de rayonnement font apparaître des éléments supplémentaires qui ne sont pas adaptés, mais en ce qui concerne la conception de l'antenne, cela ne peut être évité. L'antenne fonctionnera à des fréquences plus élevées, mais le diagramme se décompose en plusieurs lobes à mesure que la longueur électrique des éléments augmente à des fréquences plus élevées. Pour résoudre ce problème, il devrait être possible de réduire ou d'agrandir la longueur de la flèche, ce qui n'est pas facile à faire. Une antenne à faisceau multibande est toujours un compromis.
Le résultat final fournit environ 3 à 3,5 dbd par rapport à l'antenne de référence dipôle ou isotrope, ce qui n'est pas si mal compte tenu de la taille et de la conception originale de l'antenne. A 50 MHz, le gain de l'antenne est de près de 5 dBd
Ligne de transmission, syntoniseur d'antenne de point d'alimentation
L'antenne est alimentée par 30 mètres de câble double de 450 ohms et j'ai 2 tuners d'antenne que je peux utiliser.-MFJ969 : Ce tuner fonctionne étonnamment très bien avec cette antenne et je peux le régler de 30 MHz à 10 MHz
-Transformateur auto Mac Coy : Comme j'utilise le MFJ pour d'autres antennes ou pour des expérimentations, je préfère dédier le tuner d'antenne Mac Coy à cette antenne. Ce transformateur est vraiment simple à construire et aucun problème n'a été constaté et selon le dernier test effectué aujourd'hui avec une radio amateur italienne, le tuner fonctionne bien et n'a constaté aucune perte.
L'antenne W8JK est une antenne à faisceau plat construite avec 2 dipôles demi-onde (4 monopôles) alimentés par une ligne déphasée et les 2 dipôles sont situés à environ 1/8 d'onde l'un de l'autre. La résistance au rayonnement est d'environ 3 à 5 ohms, le gain d'environ 4 à 6 dbi signifie environ 2,5 à 3,9 dbd.
La directivité et le rapport avant/arrière sont nuls, puisque cette antenne est de par sa conception bidirectionnelle et l'impédance au point d'alimentation du dipôle est strictement identique (devrait être identique).
La principale contrainte de l'antenne W8JK concerne la résistance au rayonnement qui est très faible. Cette spécificité implique une circulation de courant élevée tout le long des dipôles et du tuner d'antenne. Toutes les connexions et soudures doivent être effectuées avec soin et beaucoup d'attention. Par conséquent, la particularité de la faible impédance avec un courant élevé aidera cette antenne à produire un gain avec chaque dipôle agissant comme un réflecteur. Cette spécificité permettra d'obtenir une antenne bidirectionnelle : La W8JK
La simulation avait fourni quelques résultats mais d'après mes mesures, avec le VNA avec un balun 1/1, ce sont les chiffres définitifs pour une antenne à 2 mètres de haut (R +/- jX)
L'impédance à la résonance d'un dipôle plié demi-onde est jusqu'à quatre fois supérieure à celle d'un dipôle demi-onde ordinaire, soit environ 240 -280 Ω. Ce n'est pas si loin de l'impédance caractéristique d'un câble à double fil de 450 Ω. Selon la conception que je teste, il s'agit d'un dipôle plié ouvert, c'est actuellement le chiffre que je mesure (évidemment, ce n'est pas un espace ouvert parfait et le sol et la hauteur n'était que de 2 mètres. Selon les résultats suivants, l'alimentation de cette antenne avec un câble double de 450 Ω et un balun 4:1 doit être testée
Fréquence –> R +/- jX
10,1 MHz –> 3 + 12
14,1 MHz –> 15 + 80
18,1 MHz –> 15 + 280
21,1 MHz –> 66 – 450
24,1 MHz –> 100 -256
28,2 MHz –> 1 – 400
50,1 MHz –> 57 + 15
Pour une meilleure compréhension, j'utilise « plié » mais je suppose que la formulation correcte devrait être « plié » ou « ouvert plié »
Le R très faible à 28 MHz n'aide pas du tout. Pour toutes les autres fréquences, les résultats confirment ce que j'ai constaté avec mes 2 tuners d'antenne : l'antenne est très facile à régler même avec un tuner commercial comme le MFJ969. Avec ce type de configuration, je veux dire un W8JK plié, par rapport à un W8JK standard non plié, le R est vraiment plus élevé et cela aide pour les impédances d'antenne qui sont plus élevées. Une impédance plus élevée entraîne moins de pertes et une meilleure efficacité.
L'objectif principal de ce projet était d'assurer une impédance décente des monopôles courts avec des distributions de courant optimales. L'efficacité était vraiment ma préoccupation concernant ce projet.
L'efficacité diminue rapidement avec la diminution de la résistance au rayonnement. Pour une puissance rayonnée constante, le courant doit être plus important pour des valeurs plus faibles de résistance au rayonnement. Un courant plus important signifie une perte plus importante et une réduction conséquente de l'efficacité ; par conséquent, la perte de puissance dans un monopôle à charge centrale est supérieure à celle d'une antenne équivalente à charge supérieure et la perte dans le cas à charge inférieure est supérieure à celle du cas à charge centrale. Cependant, une combinaison de chargement par le haut et par le bas donne une impédance de rayonnement qui, dans certains cas, réduit la perte à une valeur exceptionnellement faible par rapport au W8JK courbé.
Pour des résistances de rayonnement faibles, il n'y a pratiquement rien à faire pour améliorer leur efficacité jusqu'à une valeur raisonnable, sauf peut-être en utilisant un système multifilaire pour augmenter l'impédance, mais la solution pliée s'est avérée étonnamment un bon choix. L'efficacité des monopôles quart d'onde plus longs peut être considérablement augmentée par un pliage approprié.
Au cours de cette expérimentation, j'ai effectué de nombreux tests avec différentes longueurs de fil, différents angles de pliage et différents espacements d'éléments entraînés. Le meilleur résultat a été obtenu avec un angle de pliage d'au moins 65 degrés . Avec un angle inférieur, la résistance au rayonnement a considérablement diminué et le courant était vraiment trop élevé.
Selon cette configuration, la longueur du fil était vraiment la clé et avec moins d'un quart d'onde pour chaque monopôle, la résistance au rayonnement et l'impédance ont également chuté de manière significative. Dans le cadre de cette expérimentation et de cette configuration d'antenne, le monopôle doit être au moins à un quart d'onde (la fréquence la plus basse).
Comme je ne peux pas réduire la longueur des dipôles sans une baisse significative des performances, l'idée principale a été de les replier afin de réduire l'encombrement de l'antenne . Cette expérimentation donne des résultats et des performances corrects .
Fil ou tube
En général, pour les antennes Beam, nous utilisons des tubes mais vu la spécificité de l'antenne W8JK et la très faible résistance au point d'alimentation, il me faut augmenter un peu la résistance afin d'obtenir le meilleur rendement et minimiser les pertes. Pour mon expérimentation, le choix de plier les fils a augmenté un peu la résistance. L'utilisation de fils de faible section pour une antenne Beam minimise la bande passante mais augmente également la résistance, ce qui n'est pas adapté à une antenne dipôle ou Beam (Yagi). Cette contrainte contribue en fait à augmenter un peu la résistance de l'antenne W8JK et devient finalement un avantage.Le fil que j'utilise a une section de 1 mm seulement et fonctionne parfaitement entre 400 et 500 W
Inconvénients : La petite section du fil va limiter la puissance de l'antenne. Je n'ai pas fait de test au dessus de 500w mais avec 300 jusqu'à 500w l'antenne est capable de supporter une telle puissance.
Variante W8JK, quelques expérimentations
Une chose très importante, au cours de mes différentes expérimentations, j'ai comparé un W8JK standard de taille normale avec celui plié ouvert :- L'antenne W8JK non pliée de taille standard a un meilleur gain (environ +1dbd) mais une atténuation latérale moindre. De plus, la chute de résistance au rayonnement et le réglage étaient un peu fastidieux à réaliser avec le tuner d'antenne commercial (aucun problème avec le tuner Mac Coy) . D'après WEBSdr et les mesures avec l'analyseur spectral, l'antenne de taille standard fournit une meilleure énergie rayonnée. Les courants dans les dipôles sont plus uniformes et cohérents.
- L'antenne Open-Folded W8JK a moins de gain mais une meilleure atténuation latérale. La résistance au rayonnement était un peu plus élevée et le réglage était plus facile. L'atténuation latérale est impressionnante et au début, je pensais que l'antenne ne fonctionnait pas du tout jusqu'à ce que je la dirige vers le signal et l'emplacement de l'émetteur. Les courants dans les dipôles sont moins constants, en particulier sur la bande des 10 m.
-J'ai également essayé d'autres longueurs pour les dipôles, mais la meilleure efficacité a été obtenue avec une longueur d'au moins 10,40 m. Par exemple : avec une longueur de 8,50 mètres, les performances étaient vraiment médiocres. Les meilleures performances ont été obtenues de 10,65 m à 10,40 m
-J'ai également essayé différents angles et longueurs de pôle central, mais en définitive, l'angle minimum est d'environ 65 degrés. Avec moins de courant tout le long de l'antenne, tout était à l'envers avec une incohérence importante impliquant de mauvaises performances et un gain médiocre.
Test restant que je dois effectuer :
Étant donné que l'impédance du point d'alimentation à la résonance est supérieure à celle du W8JK non plié, je dois tester le point d'alimentation avec un transformateur de courant ou de tension 4:1 .
Conception ultime
Les tests et les expérimentations sont vraiment la clé et il y a 2 semaines, j'ai réussi à effectuer des tests supplémentaires avec différentes tailles d'antenne. Les résultats suivants sont les meilleures performances que je puisse obtenir en modifiant simplement la longueur du monopole horizontal à 3 mètres (au lieu de 2,5 mètres). Cette modification augmente un peu le rayon de braquage à 3 mètres (auparavant, il était de 2,70 mètres), ce qui est toujours acceptable pour un espace et des contraintes limités.La longueur de la flèche reste identique à 2,63 m
- Code:
FOLDED W8JK 10 to 30 m
*
14.15
***Wires***
13
0.232, 0.02, 0.0, 0.232, 3.005, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.72988, 0.01551, 0.0, -2.72988, 3.00551, 0.0, 7.500e-04, -1
0.232, -0.02, 0.0, 0.232, -3.005, 0.0, 7.500e-04, -1
0.232, -0.02, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
-2.72988, -3.00701, 0.0, -2.72988, -0.01701, 0.0, 7.500e-04, -1
-2.72988, 0.01551, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
-1.24894, 0.0, 0.01551, 0.232, 0.02, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.72988, -0.01701, 0.0, -1.24894, 0.0, 0.01551, 7.500e-04, 0
-1.24894, 0.0, 0.01551, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
0.232, -3.005, 0.0, 0.232, -0.96121, 0.77549, 7.500e-04, -1
-2.72988, -3.00701, 0.0, -2.72988, -0.95876, 0.95759, 7.500e-04, -1
0.232, 3.005, 0.0, 0.232, 0.96121, 0.77549, 7.500e-04, -1
-2.72988, 3.00551, 0.0, -2.72988, 0.9555, 0.77225, 7.500e-04, -1
***Source***
1, 0
w9c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 1
***Segmentation***
400, 200, 1.6, 2
***G/H/M/R/AzEl/X***
1, 12.0, 1, 450.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
F5NPV
Résultats :
- Le gain F/B de l'antenne est un peu meilleur avec une augmentation d'environ 0,5 db par rapport à la taille des monopôles horizontaux de 2,5 m.
- L'impédance de rayonnement à 28 MHz est d'environ 8 ohms, ce qui est bien mieux par rapport à la taille des monopôles horizontaux de 2,5 m .
- L'atténuation latérale reste très bonne et encore meilleure par rapport au W8JK pleine taille (non ouvert plié).
- La taille et l'encombrement de l'antenne restent acceptables pour des contraintes d'espace limitées.
- Le niveau de bruit reste vraiment faible comparé à mes 2 autres antennes HF.
- L'impédance de rayonnement est identique à celle de la conception précédente (monopôles horizontaux de 2,5 m)
- Cette conception alternative offre à tous égards de meilleures performances qu'une antenne dipôle ou une antenne verticale 1/4 d'onde. En gros, elle est d'au moins 3,5 db et même plus dans certains cas.
- Le réglage est toujours très facile à réaliser et veuillez vous référer à la page du tuner d'antenne universel 1KW pour plus de détails concernant le transformateur que j'utilise (transformateur de courant Guanella 4:1)
Tuner d'antenne Mac Coy
Antenne BOM
C'était d'ailleurs un excellent projet d'expérimentation pendant les 2 mois de confinement dus à la pandémie de COVID 19.Étant donné que cette antenne est vraiment simple, le coût total était d'environ 125 euros seulement :
-Boom aluminium : 50x50x3mm et 2.65 Long : 45Euros (poids 3.5kg)
-4 cannes à pêche en fibre de verre, 5 mètres de long : 32 Euros (Comme je n'utilise pas la taille réelle, le poids est de 1 kg seulement pour le poids total)
-Fil et câble jumelé pour la ligne de phasage : 10 euros
-Boulon, vis environ 20 euros
-Divers : 20 euros
Le poids final est de seulement 8 kg (le MA5B de Cushcraft pèse environ 12 kg)
L'avantage de ma conception est que vous pouvez facilement convertir l'antenne pliée en une antenne W8JK pleine taille. La conversion en une Moxon, une ZL SPECIAL ou une Maria-Maluca sera également facile. Cette conception vous offrira une certaine flexibilité.
Construction du W8JK PLIÉ étape par étape (construction finale )
La construction est simple, par conséquent les éléments suivants doivent être pris en compte :-Pendant l'expérimentation, j'ai remarqué que tout morceau de métal, collier ou toute pièce conductrice peut affecter les performances de l'antenne.
Le résultat principal est que je dois interdire toutes les pièces métalliques pendant la construction et c'est pourquoi, par exemple, j'utilise une tige en bois pour transporter la canne à pêche ; au départ, j'utilisais également une tige en aluminium au lieu de bois et cela affectait certainement les performances de l'antenne et le diagramme de rayonnement.
Mon intention initiale était d'utiliser du bois pour la flèche, mais malheureusement je ne trouve pas celui qui convient ou celui que j'ai trouvé était vraiment trop lourd.
-La ligne de phase doit être isolée et séparée de la flèche d'au moins 5 cm. J'utilise une entretoise en nylon, des boulons en nylon et une vis en nylon.
-La canne à pêche doit être parfaitement isolée de la bôme ; j'ai vu un document avec des cannes faisant partie de la bôme. La simulation et les différents tests que j'ai effectués montrent simplement quelque chose : cela ne fonctionne pas du tout et les dipôles DOIVENT être isolés de la bôme
-J'utilise un fil de ligne téléphonique D10 ; j'utilise ce fil pour mon antenne verticale et je devrais pouvoir gérer jusqu'à 500 à 600 W (ce fil avec mon antenne verticale peut gérer environ 700 à 800 W, mais comme le courant peut être très élevé pour l'antenne W8JK, je suppose que 500 W est quelque chose à quoi je peux m'attendre. Lors de mon test avec 500 W, aucune chaleur ni effet latéral n'a été détecté).
-Le poteau central fait partie de la canne à pêche puisque je n'utilise pas toute la longueur de la canne.
Comme je suis maintenant situé au Brunei Darussalam depuis quelques années, il s'agit d'une version mise à jour de l'antenne.
- Code:
FOLDED W8JK 20M TO 6M
*
14.15
***Wires***
13
0.232, 0.02, 0.0, 0.232, 3.52, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.72988, 0.01551, 0.0, -2.72988, 3.51551, 0.0, 7.500e-04, -1
0.232, -0.02, 0.0, 0.232, -3.52, 0.0, 7.500e-04, -1
0.232, -0.02, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
-2.72988, -3.51701, 0.0, -2.72988, -0.01701, 0.0, 7.500e-04, -1
-2.72988, 0.01551, 0.0, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
-1.24894, 0.0, 0.01551, 0.232, 0.02, 0.0, 7.500e-04, 0
-2.72988, -0.01701, 0.0, -1.24894, 0.0, 0.01551, 7.500e-04, 0
-1.24894, 0.0, 0.01551, -1.24894, 0.0, -0.02297, 7.500e-04, -1
0.232, -3.52, 0.0, 0.232, -1.77823, 0.52786, 7.500e-04, -1
-2.72988, -3.51701, 0.0, -2.72988, -1.77524, 0.52786, 7.500e-04, -1
0.232, 3.52, 0.0, 0.232, 1.77823, 0.52786, 7.500e-04, -1
-2.72988, 3.51551, 0.0, -2.72988, 1.7731, 0.52573, 7.500e-04, -1
***Source***
1, 0
w9c, 0.0, 1.0
***Load***
0, 1
***Segmentation***
400, 200, 1.6, 2
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 12.0, 1, 450.0, 120, 60, 0.0
###Comment###
F5NPV - V85NPV
Cette antenne n'est définitivement pas la plus performante, surtout compte tenu de son design. Par conséquent, compte tenu de sa taille, cette antenne est vraiment intéressante si vous avez des contraintes d'environnement et un espace disponible limité.
Si vous avez un peu de place disponible, vous devriez envisager le W8JK/MOXON décrit sur ce site. Le W8JK/MOXON offrira un meilleur gain et aucune contrainte concernant la bande des 10 m
L'antenne offre une couverture avec des performances assez décentes de 10 MHz à 50 MHz, y compris toutes les bandes WARC intermédiaires (0 dbd sur 10 MHz et environ de 2,5 dbd à 3,5 dbd, sur 50 MHz le gain est très proche de 5 db, ce qui est une surprise étant donné que la longueur de la flèche ne correspond pas à la longueur d'onde de 50 MHz. Pour 50 MHz, l'impédance de rayonnement est de près de 50 ohms.
Contre un dipôle ou une antenne verticale 1/4 d'onde, le W8JK est plus performant dans la plupart des cas et m'aide vraiment lors des prises de courant avec certaines stations DX rares.
L'atténuation latérale avec cette configuration pliée est excellente (ce fut une belle surprise).
Construire cette antenne fut un défi et une expérience formidable. Ce type de projet vous ramènera aux bases de la radio-électricité et à l'essence du hobby radioamateur.
Comme mentionné dans cette étude, cette conception W8JK offre la possibilité de conceptions et de longueurs d'éléments alternatives afin de faire face à vos exigences et contraintes. Les modifications sont vraiment faciles grâce à la spécificité des réseaux de couplage mutuel avec la conception W8JK, cela n'implique pas de configuration fastidieuse à effectuer. Au moins la longueur minimale des dipôles doit être conforme à la fréquence que vous utilisez. Pour cette étude, la fréquence la plus basse est de 14 MHz et cela implique une longueur minimale de 10,40 m (1/2 longueur d'onde) pour les dipôles afin de conserver le meilleur diagramme de rayonnement et les meilleures performances. Vous n'avez pas besoin de couper ou d'ajouter du fil .
_________________ Mhz RADIO__________________
Regroupements d'informations Techniques.
Since Forum 2020
- F8OPC -
My Contact Localisation,
Free forum - Radio amateur & Citizen-Band - Regroupements d'informations techniques.
Mhz- Admin
- Messages : 3436
Date d'inscription : 11/11/2020 -
Mhz RADIO - OC - HF - UHF - VHF - SHF - EHF / - CB - PMR - SWL - :: Questions Techniques & Matériels radios :: Antennes & Mats :: Antennes Directives & Cadre
Page 1 sur 1
Permission de ce forum:
Vous ne pouvez pas répondre aux sujets dans ce forum
Dim 17 Nov - 14:00 par 
» 14MHZ101
» Astatic D-104
» ASTATIC AST-878DM
» Adonis AM-708E
» Adonis AM-508e
» Adonis AM-308
» ICOM SM-8
» Icom SM-20