It's raining elephants – VA2GKA

Récemment, l’excellent article “Groupement d’antennes Yagi-Uda, Une approche différente par distribution Binomiale” de F6EVT et F6TEM à éveillé ma curiosité et j’ai ressorti mes vielles modélisations et simulations 4nec2. Cette distribution de puissance suggérée est très intéressante et offre des diagrammes de rayonnement vraiment propres pour une très légère perde de gain en contrepartie (1.5 dB observé dans mon étude).

J’ai adapté mon modèle originellement axé sur le 2.4 GHz vers du 144 MHz, historie de comparer les résultats avec des références existantes et le travail des auteurs. Bon/mauvais, mieux/moins bien, je me garde bien de faire quelque jugement que ce soit, vu que je n’ai aucune expérience du trafic sur ces bandes. Je m’amuse juste à faire quelques calculs, simulations et recherches d’optimisations.

Comme j’utilise un modèle paramétré, l’ensemble des dimensions de l’antenne est définie par quelques variables. Le modèle utilise comme auparavant une formule du type y=a*log(n)+b pour définir l’espacement entre les éléments ainsi que la taille des radians. Voici les deux fichiers paramétrés que j’ai écris (format Nec). Le premier avec un dipôle comme radiateur et le second utilisant dipôle replié :

• yagiPatch144-sansLoop.nec
• yagiPatch144-avecLoop.nec

L’adaptation 144 et les résultats des simulations en images :

Groupement de 5 antennes Yagi-Uda utilisant une distribution binomiale de puissance. Les dimensions des éléments et les espacements sont définis par une formule du type y=a*log(n)+b

Caractérisation de la réponse de l’antenne autour de 144

Diagramme de rayonnement de l’antenne. Les lobes verticaux sont quasi inexistants (intéressant pour le bruit de l’antenne en réception)

Plan horizontal

Et voici de nouvelles images pour la version avec trombone. On notera que la courbe du ROS est nettement plus adoucie autour de la fréquence de résonance (rien de plus normal).

L’autre groupement de 5 antennes Yagi-Uda avec des paramètres un peu différents pour le dipôle replié

Courbe plus adoucie pour cette version avec dipôle replié

Et une simulation pour l’antenne placée à 7.3m du sol (paramétré comme sol de qualité moyenne sous 4nec2)

La distribution binomiale est intéressante et je remarque en passant que des distributions similaires sont obtenues –naturellement– sur certaines antennes de part leurs structures géométriques. Une antenne Quados (cf. YU1AW) est, je trouve, une bonne illustration. La répartition des courants visibles lors d’une simulation met en évidence que la partie centrale est soumise à des courants plus importants que les extrémités. Il est bien entendu possible de configurer géométriquement l’antenne pour obtenir des répartitions homogènes sur tout les quads, mais le diagramme de rayonnement de l’antenne devient alors moins intéressant.

La mode actuelle étant à l’hybride (énergie/voiture), je me suis amusé à construire une antenne hybride quados/yagi dans l’espoir d’obtenir une simplification du système d’alimentation (en évitant ainsi une ribambelle de coupleurs utiles à la répartition des puissances). YU1AW utilise pour ces antennes UHF/SHF (dont Wifi) un plan de masse, ce qui est certainement la configuration idéale. Pour une antenne taillée sur 144, la largeur de ce plan de masse excéderait 2 mètre, ce qui représente une prise au vent folklorique… Voila pourquoi j’ai regardé ce que pouvait donner un réflecteur et directeur de part et d’autre de l’antenne. Ce mélange peut orthodoxe donne tout simplement une QUADOGI :) Ça marche, mais j’ai en contrepartie une complexification du système de fixation. En y réfléchissant un peu, on peut néanmoins la construire assez aisément.

Diagramme de rayonnement et répartition des courants (courants uniquement disponible ici)

Le gain est tout à fait raisonnable, l’ouverture relativement généreuse, plate et les lobes parasites très restreints. C’est certes moins bien qu’avec un plan de masse, mais intéressant tout de même. Je vais encore creuser un peu la problématique et essayer de sortir une petite vue sous Sketchup (Google). En même temps, je ne me fais pas d’idée, si cela ne se fait pas, il doit y avoir une bonne raison !

Sur le papier, c’est pas mal. Maintenant, je vois déjà les chevronnés du 144 m’attendre au tournant :p