27
juin
2022
Modifications de l'antenne W3EDP
17:00

Modifications de l'antenne W3EDP

27 juin 2022 17:00

Hier, en me promenant dans la région des montagnes Voronia et Orekhovaïa, j'ai rencontré un radioamateur que je connaissais, qui y louait un chalet d'été avec sa famille. J'ai promis de lui parler de l'antenne HF W3EDP.

Introduction

Un radioamateur du village de Dudergof (près d'Orekhovaya Gora) a montré l'équipement à ondes courtes qu'il transporte dans le coffre d'une voiture :

  • Émetteur-récepteur chinois avec tuner d'antenne intégré (dans une valise d'une quincaillerie),
  • clé télégraphique iambique,
  • base en forme de support pour rail de toit (les rails sont des parties externes de la carrosserie sous forme de deux lattes sur les côtés le long du toit, destinées à l'installation d'un coffre),
  • une goupille de 2 mètres de haut avec une bobine d'extension ouverte, qui peut être transportée dans le coffre et vissée au support du rail de toit.
    Un tel kit, selon le radioamateur, "est construit avec un tuner pour toutes les bandes HF, ce qui permet de passer facilement l'antenne depuis une voiture". Il ne reste plus qu'à prendre l'autoroute plus haut dans la montagne (dans cette localité se trouve le village de Kavelakhta), où plus près du sommet de la montagne se trouve une église en activité sur le site de l'église détruite de la princesse Olga (adresse : Krasnoe Selo, territoire de Dudergof, avenue du 25e Octobre, 97).

De plus, dans le jardin, un radioamateur élève l'antenne en V inversé, apparemment pour fonctionner sur 80 et 40 mètres.
Il me semble que l'ensemble des équipements est tout à fait optimal - la seule chose qui me confond est la broche avec la bobine d'extension, qui n'est pas largement disponible et difficile à reproduire.

Par conséquent, j'ai précédemment choisi W3EDP - une antenne filaire, plus facile à fabriquer soi-même et à installer à côté d'une voiture ou à la campagne. Par exemple, il ne nécessite pas de relier la tresse du câble à la masse du véhicule, ce qui ne peut être obtenu qu'en démontant partiellement la fixation des barres de toit à la carrosserie.

Conception de l'antenne classique W3EDP

АнтL'enna W3EDP est une variante du End Fed pour ondes courtes, mais avec une impédance d'entrée de 200 ohms. Il utilise un transformateur 4:1. L'antenne a été proposée pour la première fois par H. J. Siegel en 1936.

L'antenne W3EDP se compose de :

  • émetteur 83 pieds de long (25.6 mètres)
  • contrepoids 17 pieds de long (5.2 mètre), qui remplit la fonction de « sol » et ne participe pas au rayonnement.
    L'émetteur est réalisé sous la forme d'une feuille en forme de L, sur un mât de 5 mètres, donc la partie horizontale fait presque 1 longueur d'onde de la gamme 14 MHz - 20,6 mètres, et la longueur totale de la feuille est de 1,5 longueur d'onde.
    w3edp_14mhz

L'utilisation d'un émetteur d'ondes fait qu'un conducteur horizontal émet non pas dans les « nuages », mais à des angles proches de l'horizon, même le conducteur situé le plus bas. La partie verticale est responsable du rayonnement vertical circulaire comme GP. Le rayonnement total des parties verticales et horizontales de l'antenne est adapté aux courtes et moyennes distances – pas au DX. Mais une petite quantité d’énergie des émetteurs QRP est concentrée dans le rayon du premier saut d’onde radio.

Dans le W3EDP original, l'adaptation d'un câble coaxial de 200 ohms à 50 ohms se fait à l'aide d'un circuit à couplage inductif, comme dans une antenne Fuchs. Cependant, dans les conditions modernes, il est plus rentable d'utiliser un tuner manuel ou UnUn, car il n'y aura pas de tension dans la gamme 14 MHz au niveau du corps du tuner en T ou de l'extrémité « froide » de l'UnUn, car un contrepoids résonant 1/4 d'onde de 5,2 mètres de long y est connecté. Pour faire correspondre une impédance d'entrée élevée avec une impédance faible, vous pouvez utiliser UnUn 4:1 ou BalUn 4:1 au lieu d'un tuner en T, à condition que la longueur de la lame de l'antenne soit coupée pour obtenir un ROS minimum.

De plus, vous pouvez utiliser l'antenne dans la gamme 7 MHz, mais le contrepoids devra être étendu jusqu'à 10,5 mètres. Au lieu d'étendre le contrepoids, l'antenne W3EDP classique passe à une longueur de contrepoids différente.
L'impédance d'entrée d'une telle antenne avec une longueur de lame de 0,6 longueur d'onde, comme vous pouvez le deviner, sera également élevée - environ 100-150 Ohms, avec une composante réactive.
w3edp_7mhz

Dans la gamme 3,5 MHz, d'après mon expérience d'installation permanente de cette antenne dans un chalet d'été, si vous utilisez un contrepoids court, alors une tension RF sera présente sur le corps de la station radio pendant la transmission, le microphone et le corps, et la clé télégraphique brûlera. Par conséquent, dans la plage de 80 mètres, il est préférable d'utiliser également un contrepoids 1/4 d'onde d'une longueur de 20 mètres. La résistance d'une telle antenne dans la plage de 80 mètres est faible, environ 60 Ohms. Toutes les stations locales répondent au CQ du premier coup, à 100 W - puissances 5,8-5,9, mais les stations lointaines, ou même de la Biélorussie voisine, se plaindront d'un signal faible (puisque la hauteur d'installation de l'antenne pour la portée de 80 mètres est clairement insuffisante).

Différences entre W3EDP et l'antenne plan de sol 14 MHz
1) Possibilité de recevoir et de transmettre dans d'autres bandes : 3,5 et 7 MHz. Où le GP raccourci est terne ou inefficace.
2) Directivité dans la gamme 14 MHz - dans une direction, contre le tissu de l'antenne. Alors que GP est omnidirectionnel à 360°.
3) Impédance d'entrée 200 Ohms contre 36-50 Ohms. La résistance au rayonnement est beaucoup plus élevée (75 Ohms contre 10-30 Ohms), car le centre du rayonnement est plus élevé au-dessus du sol. Une antenne avec une impédance d'entrée élevée n'exige pas le nombre de contrepoids et il y a moins de perte dans le sol et dans la zone proche. Avec un contrepoids, le gain W3EDP est d'environ 1 à 2 dB (GP a un gain de 0 dB avec un grand nombre de contrepoids).
4) En raison de sa grande longueur, le W3EDP peut être utilisé comme récepteur dans les bandes d'ondes moyennes pour le hobby MW DX.
5) L'angle de rayonnement dans le plan vertical du GP est plus plat, ce qui signifie que le GP est mieux adapté aux communications radio DX longue distance. W3EDP est plus adapté aux QSO de courte et moyenne distance.

Différences entre l'antenne W3EDP et End Fed
1) La longueur de la toile est plus longue - au lieu de 20 mètres (pour UnUn 64:1), ici la longueur de la toile est de 25,6 mètres (pour UnUn 4:1), dont 5 mètres de haut.
2) Directivité spécifique dans la gamme 14 MHz. EndFed a un diagramme polaire symétrique et bidirectionnel.
3) Impédance d'entrée 200 Ohms contre 1 500-3 000 Ohms.
4) En raison de l'absence d'une connexion stricte à la résonance demi-onde, l'antenne des dimensions ci-dessus fonctionne non seulement sur les harmoniques paires 2 et 4 (où SWR = 1...2), mais aussi sur les harmoniques impaires - 3 et 5.
dn-ef
dn-w3edp

Différences entre l'antenne W3EDP et InvV
1) La nourriture n'est pas au centre, mais depuis le bord, comme le End Fed.
2) Dans la gamme 14 MHz, il n'exige pas de hauteur d'installation.
3) W3EDP - antenne HF multibande, soumise à des contrepoids de commutation.
4) Réglable à l'aide d'un accordeur dans des plages de 160 à 10 mètres. L'antenne W3EDP est pratique si vous disposez d'un tuner manuel ou automatique.

Modifications de l'antenne W3EDP

1) Au lieu d'un contrepoids posé au sol, vous pouvez utiliser une ligne verticale à deux fils de 450 Ohm - la ligne 1/4 d'onde agit alors comme un transformateur de résistance d'une impédance d'entrée élevée à faible. L’antenne résultante est connue sous le nom de Zeppelin. Ce type d'antenne était utilisé à l'ère de l'aéronautique (une ligne bifilaire et son prolongement - le fil d'antenne était déployé depuis le dirigeable).
w3wdp_as_cepp

Plus de détails :
https://qrznow.com/w3edp-antenna/

2) L'inclinaison de l'émetteur vers le sol entraîne une commutation du diagramme de rayonnement. Le gain aux angles faibles est obtenu dans le sens de l'inclinaison.
w3edp-normal
w3edp-ci-contre

3) Si vous envisagez de travailler uniquement dans une portée de 40 mètres, l'augmentation de la longueur de la bande de 25,6 mètres à 30 mètres a un effet positif sur les paramètres de l'antenne : il n'y a pas de réactance et l'impédance d'entrée de 112 Ohms peut être adaptée à l'aide d'un quart de longueur d'onde de câble de 75 Ohm (partiellement enroulé dans une self d'arrêt). La bande passante est de 7,06...7,3 MHz = 240 kHz.
30 m_de long

4) W3EDP doublé - 61 mètres de long, contrepoids 40 mètres. Impédance d'entrée 50 Ohm, gain -0,3 dB.
Pour fonctionnement uniquement dans une portée de 160 mètres.

Antenne W3EDP classique en mode multi-bande

L'antenne W3EDP, comme le Zeppelin, fonctionne sur les harmoniques. Mais contrairement au Zeppelin, vous devez changer les contrepoids - chaque plage a sa propre longueur.

Lors de l'utilisation d'un transformateur 4:1:

w3edp1
*avec contrepoids de 5,2 mètres dans une portée de 20 m (14,1 MHz), alimentation du coin inférieur de l'antenne, impédance d'entrée 200 Ohms.
ROS (14 MHz) = 1,5, la bande passante pour le niveau SWR<2 est de 13,5...14,4 MHz.

*avec contrepoids 10,5m sur portée 40m (7,1 MHz), avec la même configuration :
ROS (7,1 MHz) = 3, bande 7,4...8 MHz.

*avec contrepoids 7,5m dans la portée de 15m (21 MHz), avec la même configuration :
ROS (21 MHz) = 2, bande 21...21,3 MHz.

*avec contrepoids 2,4 m dans une portée de 10 m (28 MHz), avec la même configuration :
ROS (28,2 MHz) = 5.

Lorsque le point d'alimentation est déplacé vers le haut, jusqu'à une hauteur de 1,5 mètre, le SWR se détériore à 4, ce qui est associé au rayonnement du contrepoids (il est conseillé de le placer horizontalement, le long de la surface de la terre).

Dans la gamme 3,6 MHz, le W3EDP classique avec un transformateur 4:1 ne fonctionne pas, car il faut utiliser un transformateur 1:1 (l'impédance d'entrée de l'antenne est proche de 50 Ohms).

Comparaison du W3EDP avec l'antenne LW ("long wire") lors d'un fonctionnement en mode multi-bande

A titre de comparaison, je vais donner une version de l'antenne Long Wire (LW) calculée dans NEC-2 pour MMANA, conçue pour fonctionner dans plusieurs bandes.

Transformateur 9:1
Toile horizontale 34 mètres.
Contrepoids 5,2 mètres.
Hauteur d'installation 1,5 mètres. Alimentez jusqu'au coin supérieur (là où le tissu horizontal doit être étiré « en ficelle »).

Antenne LW 34+5,2m :

Fréquence, MHz ROS (450 Ohms)
3.5 2.0
7.1 2.5
10.1 6
14.1 4
18.1 2
21.1 3
24.9 9
28.1 4
28,5 3.7
29,0 5

Lorsque la partie horizontale - l'émetteur est allongée à 35 mètres et que le contrepoids est raccourci à 4,2 mètres, le ROS dans la gamme 7 MHz s'améliore, sinon inchangé :

Antenne LW 35+4,2m :

Fréquence, MHz ROS (450 Ohms)
3.5 5
7.1 1.5
10.1 6
14.1 3
18.1 1.5
21.1 3.5
24.9 4
28.1 15
28,5 11
29,0 5
30,0 6

Comme vous pouvez le constater, avec une impédance d'entrée de 450 Ohms (transformateur 9:1), l'antenne « fil long » fonctionne en plus nombre de plages, mais W3EDP (rapport de transformation 4:1) a une meilleure correspondance dans une plage, à condition que les contrepoids soient commutés.

ROS W3EDP 200 ohms LW 450 ohms
7 MHz 3 2
14 MHz 1,5 3
21 MHz 2 3

De plus, le W3EDP avec contrepoids 1/4 d'onde n'aura pas de contact « chaud » avec la radio pendant la transmission, car la tension est supprimée du corps. La mise à la terre depuis la station radio n'est pas nécessaire pour éviter les boucles de courant (une mise à la terre en étoile est nécessaire). A proximité de la prise de courant, c'est-à-dire là où se trouve l'appareil d'adaptation (UnUn ou tuner) et où le contrepoids est connecté, une protection contre la foudre peut être réalisée sous la forme d'une broche enfoncée dans le sol (la mise à la terre radio est reliée à la mise à la terre électrique).

Comparaison du W3EDP avec l'antenne EndFed (avec transformateur d'impédance 64:1)

L'antenne EndFed a un contrepoids court (une tresse de câble est souvent utilisée) - 2 mètres de long et une toile de 19,7...20 mètres de long. L'impédance d'entrée d'EndFed est élevée et s'élève à 2-2,5 kOhm, c'est pourquoi un transformateur d'impédance de 64:1 est utilisé.
A l'aide d'un câble de 20 mètres, EndFed fonctionne dans les bandes 7 et 14 MHz sans commutation. Alors que l'antenne W3EDP nécessite des contrepoids de commutation : 5,2 ou 10,5 mètres.

ROS W3EDP 200 ohms Fin Fed 2000 Ohm
7 MHz 3 <2
14 MHz 1,5 <1,5
21 MHz 2 2.5

Conclusion : W3EDP est presque égal à EndFed en termes de qualité d'adaptation avec le câble. Dans ce cas, au lieu du rare UnUn 64:1, vous pouvez utiliser soit la populaire tension BalUn 4:1, soit un dispositif d'adaptation (tuner), manuel ou automatique, car 200 Ohm est une résistance plus pratique pour l'adaptation. que 2000 ohms.


Liens :
W3EDPAntenne - AE5VV
W3EDPpresentation.pdf présentation


Date du dernier changement : 21/07/2025 - les erreurs phraséologiques ont été corrigées.



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