L'antenne HB9CV
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Les antennes pour THF

Voir aussi : antenne HB9CV 21 MHz - antenne Yagi-Uda -

L'antenne HB9CV (de l'indicatif de son inventeur, Rudolf Baumgartner) est une antenne directive à deux éléments alimentés. On la rencontre plutôt sur VHF en particulier pour la recherche de balises : chasse au renard, radiogoniométrie sportive, ADRASEC...
Son succès est dû à ses bonnes performances (pratiquement celles d'une 3 éléments) sous un encombrement plus réduit, le boom étant deux fois plus court que celui d'une yagi à 3 éléments, cela peut être un avantage pour la faire rentrer dans le coffre d'une voiture.

Principe

L'antenne HB9CV est une yagi à deux éléments (il existe des variantes de la HB9CV à éléments directeurs parasites) qui se comportent simultanément comme réflecteur et directeur l'un par rapport à l'autre, les deux pouvant être considérés comme des radiateurs.
Le boom est le support des deux éléments.
Le point d'alimentation est situé au milieu de l'élément le plus court et l'énergie se distribue sur les deux éléments à l'aide d'une ligne de déphasage. L'angle total de déphasage est la somme de 180° (par l'utilisation de deux gamma-match répartis de part et d'autre du boom) et de 45° (dû à la longueur de la ligne égale à lambda/8, longueur du boom.
Deux double-T (double gamma-match) alimentent symétriquement chacun des deux éléments dans les meilleures conditions. L'impédance au point d'alimentation est basse, la composante réactive est compensée par le condensateur ajustable placé en série avec l'âme du coaxial, ainsi le ROS est minimum.
L'antenne peut être alimentée avec un simple câble coaxial 50 ohms. La prise d'alimentation étant sur l'élément le plus court, elle se trouve donc vers l'avant, ce qui est un bon repère pour distinguer l'avant de l'arrière.

Performances

Le gain par rapport à un simple dipôle demi-onde est de l'ordre de 6 dB mais le rapport avant/arrière dépasse les 15 dB ce qui est appréciable pour réduire le QRM. L'affaiblissement des signaux provenant de l'arrière de l'antenne, sur 180 degrés, est même supérieur à 20 dB dans la plupart des directions comme on peut le voir sur le diagramme théorique ci-contre établi avec le logiciel MMANA.
Au dessus d'un sol de conductibilité moyenne, le lobe principal de rayonnement a une direction qui fait un angle d'une quinzaine de degrés dans le plan vertical par rapport à l'horizon. Cet angle de départ est assez favorable au DX sur décamétriques. Il dépend bien entendu de la hauteur de l'antenne par rapport au sol.
La directivité est bonne, même si l'angle d'ouverture avoisine les 70 degrés. Avec un peu d'habitude et d'attention, des mesures de direction à + ou - 10 degrés sont faciles à faire.


Calcul

En première approximation on peut calculer chaque dimension d'une antenne HB9CV en appliquant les formules suivantes :
E= 0,13 lambda
D1 = 0,455 lambda
R1 = 0,497 lambda
d1 = 0,0625 lambda
r1 = 0,0675 lambda
La longueur d'onde lambda peut être calculée en divisant 300 par la fréquence en MHz.
Voir : tableau des longueurs d'ondes par bande, longueurs d'onde et fréquences.
Les longueurs des tubes sont données pour des éléments dont le diamètre est proche de 0,002 lambda.




Réalisation

Les deux éléments sont en tube rond. Le boom n'est pas isolé des éléments puisqu'il fait partie de la ligne de déphasage. Sur décamétriques on utilise plutôt un alliage d'aluminium et sur VHF, c'est le tube cuivre sanitaire qui est le plus pratique.
Pour pouvoir ajuster la longueur des éléments on peut utiliser des tubes coulissant les uns dans les autres. Le choix du diamètre du tube est important : plus le tube est gros, plus la largeur de bande est grande et plus la fréquence de résonance sera basse. Les deux lignes sont constituées de fils isolés ou non, maintenus à écartement constant e des éléments et du boom. On peut n'utiliser qu'une seule ligne si la réalisation des éléments est parfaitement symétrique.
Le câble coaxial est branché au centre de l'élément le plus court, la tresse étant reliée au point m, au centre de l'élément, et l'âme du coaxial est connectée au point a sur une des lignes, au travers d'un condensateur ajustable. Prévoir d'abriter ce CV de l'humidité et de le protéger des chocs.

Réglages

Ajuster la longueur physique de l'élément avant puis de l'élément arrière de façon à obtenir le minimum de ROS.
Lorsque l'antenne est en place sur son mât, on peut ajuster le CV pour obtenir le minimum de ROS.
Sur la bande 10m il est nécessaire de pouvoir retoucher le réglage du CV pour pouvoir couvrir les 1,7 MHz de bande. On peut utiliser un micro-moteur pour faire tourner le CV pendant qu'on surveille le ROS depuis la station.
Sur 2m le réglage du CV ajustable doit être fait à l'extérieur, l'antenne étant à plusieurs mètres de toute masse métallique. On peut remplacer le CV ajustable par un condensateur fixe de même valeur que le CV et moins fragile que celui-ci.
Il est possible de régler l'antenne sur une fréquence pouvant varier de + ou - 5% par rapport à la fréquence calculée et obtenir une impédance de 50+j0 au point d'alimentation en jouant à la fois sur la longueur r1 et d1 et sur la capacité du CV.