Antenne radioamateur en façades de maison ou appartement ou balcon
Comment j’ai installé une antenne radio amateur DIY sur la façade de ma maison.
Habitant dans une maison de village je n’ai donc pas de place pour faire une antenne radioamateur facilement.
Choix de la canne à pèche
Pour le brin rayonnant de l’antenne j’ai utilisé une canne à pêche de 5 mètres avec un fil entortillé autour. J’ai utilisé une longueur de fil arbitraire.
Partie mécanique support d’antenne TV
L’ancien propriétaire avais laissé sur la façade une antenne TV sur un support j’ai enlevé l’antenne et conservé le support.
Platine de fixation
J’ai créer une platine de support qui relie le support d’antenne et le tube qui supportera l’antenne.
Le tube est incliné pour que l’antenne ne touche pas les tuiles.
Fil de masse
Une fois l’antenne fixée, il faut également ajouté un contre poids. J’ai opté pour un fil horizontale relié électriquement à un garde corps et une plaque métallique . Toute partie métallique peut être utilisée pour améliorer le contrepoids (garde corps, gouttière, …) .Surtout, ne pas utiliser la terre de votre maison!!.
Partie mesures et calculs
Appareillage de mesure
Pour les mesures, il faut un NanoVNA et un outil de connexion le plus court possible pour ne pas perturber la mesure.
Mesures au VNA
//faire des photos de mesure de l’antenne.
Mesure de l’antenne au NanoVNA au milieux des bandes radioamateur que l’on souhaite utiliser.
Pour les mesures, choisir l’affichage en mode Smith. Il nous donneras l’impédance de notre antenne sous la forme d’une valeur de résistance et d’une valeur de capacité ou inductance série.
Ces deux valeurs permettent d’obtenir le schémas équivalent de l’antenne à la fréquence mesurée.
Résultats des mesures
Les valeurs que j’ai obtenue sont indiquées dans le tableau suivant. On peut remarquer que dans ma configuration, l’impédance de mon antenne est tantôt équivalente à un circuit série RC, tantôt équivalente à un circuit série RL.
| Fréquence (MHz): | R | réactance |
| 3.6 | 25 | 51pF |
| 3.854 | 26.8 | 52pF |
| 7.156 | 27.3 | 75.6pF |
| 7.410 | 28.3 | 79.3pF |
| 14.014 | 105 | 420nH |
| 14.268 | 104 | 641nH |
| 27.984 | 150 | 170pF |
| 29 | 147 | 21.3pF |
Formule calcul des réactances
Après avoir mesurer notre antenne à différentes fréquences il faut calculer l’impédance du circuit équivalent de l’antenne pour chaque fréquence pour avoir une représentation vectorielle de notre impédance.
Les formules sont :
Pour une capacité : 
On notera la réactance 
Pour le bobine :
On notera la réactance 
La simplification s’explique car le « j » étant la partie imaginaire noté « i » en math et notée « j » en électronique pour ne pas la confondre avec l’intensité.
Z = l’impédance
C = Capacité en Farad (F)
L = inductance en Henry (H)
ω = 2 * π * Fréquence
La réactance d’une bobine est positive et augmente avec la fréquence.
La réactance d’un condensateur sera négative, elle diminue lorsque la fréquence augmente.
Calculs des réactances
J’ai décidé de faire un circuit d’adaptation pour le 7MHz.
Pour cette fréquence, je reprend les mesures faites à 7.156MHz: La capacité équivalent est de 75.6 pF.
Ca donne 
Ne pas oublier que pour un condensateur, la réactance est négative, il faut donc penser à ajouter un signe moins devant la valeur calculée.
Circuit d’adaptation
Le site d’analog device propose un outil pour calculer les circuits d’adaptation d’impédance: le RF Impedance Matching Calculator.
Pour ma configuration, l’outil me propose deux solution. Une avec un condensateur en parallèle sur la ligne d’alimentation suivie d’ une bobine en série avec le brin rayonnant de l’antenne. Une autre avec deux bobines avec le même schémas.
Partie conception des bobines d’adaptation et balun
Formule inductance
Pour concevoir les bobines, la formule d’une inductance en fonction de sa géométrie est détaillée sur wikipédia cliquez ici. On peut également utiliser des logiciels.
Logiciel
Comme on l’as vu pour adapter mon antenne il me faut 2 bobines de 1,22uH et 5,989uH.
Il existe plusieurs logiciels ou sites pour calculer comment faire la bobine.
Sur smartphone android l’application Coil calculator.
Sur PC j’utilise mini tore calculateur disponible sur le site https://dl5swb.software.informer.com/.
Une fois installé le logiciel permet de calculer l’inductance d’une bobine avec ou sans noyau magnétique. Dans l’onglet Bobines à air, le logiciel permet de calculer l’inductance d’une bobine sans noyau en fonction de son diamètre (D), de sa longueur (Longueur) et du nombre de tours.
J’ai à disposition un tube plastique de 35 mm de diamètre pour former mes enroulements. Pour la longueur, je pouvais aller jusqu’à 50 mm, cependant, j’ai fais le calcul pour une longueur de 30 mm pour me laisser un peu de marge pour les soudures et pour ajuster la valeur d’inductance en étirant ou en contractant les enroulements.
Pour la seconde bobine, j’ai utilisé un noyau en poudre de fer (C’est un T200-2 mais d’autre modéle peuvent être utilisé ). Vis à vis des bobine à air, cela permet d’obtenir des inductances plus élevées avec des longueurs de fil moindre. je mettrais plus de détail sur cette page.
Les valeurs d’inductances obtenues avec les bobines réalisées peuvent être vérifiées avec le nanovna. Celui-ci nous indiquera une valeur de résistance (plutôt faible) et une valeur d’inductance.
Réalisation des bobines plus platine
J’ai installé les deux bobines sur une platine interchangeable j’en ferais une par bande de fréquence.
A gauche la bobine sur air de 1,22uH environ et à droite le noyau en poudre de fer de 5,989uH environ.
Fixation de la platine d’adaptation d’impédance sur la plaque support
La platine d’adaptation d’impédance est fixée sur des fiches bananes et s’intègre sur la plaque support de l’antenne.
Ajustement des bobines
Pour ajuster le SWR, on peux ajuster les deux bobines en contractant ou en étirant les enroulements.
La bobine qui est en parallèle avec l’arrivée de l’alimentation influe principalement sur la valeur du SWR.
La bobine en série avec le brin rayonnant va ajuster la fréquence de l’accord.
Une fois le SWR centré sur la fréquence qui nous intéresse et ajusté on peux continuer notre installation
Faire photo exemple
Balun
Un balun 1:1 est rajouté entre l’antenne et le départ câble coaxial. Il permet d’isoler le système d’antenne. C’est à dire la masse de l’antenne de la masse du coaxial. Cela permet d’être sur que l’adaptation ne sera pas influencée. En effet, si le contre poids est insuffisant (ce qui est souvent le cas dans les environnement restreint), la tresse du câble coaxial fera partie du système d’antenne. Dans ce cas, notre adaptation ne serra plus valable. L’utilisation d’un balun est également préférable pour éviter les retour HF.
Le Balun lui se construit autour d’une ferrite et non un le noyau en poudre de fer.
Schéma équivalent de l’installation
Le schéma ci-dessous résume l’état de l’installation :
Installation du Coaxial
Après avoir connecté le Balun on peut connecter le câble coaxial la masse du coaxial connecté à la masse de l’antenne à travers le Balun et le brin chaud du coaxial (brin du milieu) au brin chaud de l’antenne.
Vérification finale du SWR
Pour vérifier que le SWR est bon on peux utiliser le NanoVNA au bout du coaxial ou/et le l’émetteur vous devriez avoir un SWR proche ou égal à 1 à la fréquence voulu comme lors de la mesure au pied de l’antenne avec le circuit d’adaptation.
Conclusion
Une antenne maison c’est finalement plus simple à fabriquer que l’on ne le crois à partir du moment ou l’on possède les outils.
Remerciements
Remerciements à Eric F4IEA pour son aide pour installer l’antenne les explications et les corrections pour faire cet article.
N’hésitez pas laisser un commentaire et me partagé vos réalisations d’antennes.
Super boulot Salim !
73 QRO.
Alain F4IET