Construisez vos antennes Yagi vous-mêmes !

Si vous savez forer un trou dans une barre carrée en aluminium, alors vous êtes parfaitement capable de fabriquer vos propres antennes ! La méthode de construction présentée ci-dessous permet la mise au point d’antennes de manière simple, robuste et étanche, et à un coût faible.

Néanmoins, n’espérez pas économiser de l’argent, car les antennes du commerce sont fabriquées en masse en Asie à des prix inférieurs à tout ce qu’on peut fabriquer soi-même en achetant les composants à la pièce ! Mais ici vous pourrez construire une antenne très directive parfaitement accordée sur une fréquence particulière : sur le canal UHF 69 à 835 MHz par exemple souvent difficile à capter par les antennes large bande du marché.

Matériel

Liste du matériel nécessaire à se procurer dans la majorité des magasins de bricolage :

• Support : une barre carrée creuse en aluminium de 15 mm de côté la plus longue possible entre 1 m mini (6€) et 2 m max. La longueur de cette barre détermine le gain maximum obtenu. Mais attention le gain n’augmente que de 3 dB à chaque fois que la longueur est doublée. Par exemple, une barre de 1 m donne un gain de ~11 dB et une barre de 2 m ~14 dB. Vous constaterez donc que les antennes du commerce d’une longueur de 1 m annoncée avec un gain de 26 dB sont de la vaste blague

• Eléments : un ou plusieurs barreaux creux ou pleins en aluminium de 6 mm de diamètre pour une longueur totale de ~2 m (nombre d’éléments x demi longueur d’onde d’accord de l’antenne, 7€)

• Dipôle : un barreau plein (sinon vous ne saurez pas le plier) de 4 mm de diamètre de longueur min 50 cm (2€)

• Connexion dipôle : un boîtier de dérivation électrique, rectangulaire (8x4 cm, assez rare mais très adapté) ou carrée (8x8 cm courant), un connecteur électrique double à visser pour fil de 4 mm de diamètre, une fiche type F satellite, un adaptateur satellite mâle-mâle avec écrou et rondelles, 10 cm de câble coaxial 75 ohms 17 ou 19 VATCA

• Fixation éléments : une latte en aluminium striée à bord arrondi de largeur 3-4 cm, vendue comme protection de marche d’escalier ! Explications plus bas !

• Support antenne : un système de pince de fixation (pour mât rond) en aluminium (4€)

• Option : colçons de longueur 20 cm (pas sur la photo)

• Un mât en aluminium droit ou coudé choisi en fonction de votre configuration (pas sur la photo)

• Une dizaine de boulons avec écrous, rondelles plates et de serrage, diamètre 3 ou 4 mm

Calcul

Déterminez les dimensions de l’antenne en fonction des fréquences à capter et du matériel à disposition. Quelle fréquence choisir ? 625 MHz est la fréquence du milieu de gamme de la gamme UHF et permet de recevoir au mieux les chaines situées entre 500 et 700 MHz (canaux 24 à 50). Essayer de bien connaître les canaux/fréquences des émetteurs proches et choisissez une fréquence qui couvre au mieux les canaux disponibles. Par exemple, si vous avez beaucoup de chaines dans la zone 400-500 MHz et d’autres entre 700-850 MHz, vous devrez construire une antenne accordée sur 450 MHz et une autre sur 775 MHz, et ensuite les coupler.

Pour le calcul des dimensions de l’antenne, je recommande ce site, il est très complet et permet de créer n'importe quelle antenne Yagi VHF, UHF et WiFi (en anglais) :

http://www.k7mem.com/Ant_Yagi_VHF_Quick.html

Entrez les informations suivantes dans l’ordre :

• « Design frequency », la fréquence centrale, en Mhz

• « Boom length », la longueur de votre barre en mm

• « Reflector / Director spacing », laissez par défaut les espacements du réflecteur et des directeurs comme proposé (DL6WU)

• « Boom type » à « Metal boom (bonded)», barre métallique non isolée

• « Boom diameter » = 15 mm

• « Boom correction » est calculée automatiquement

• « Driven diameter », diamètre dipôle = 4 mm

• « Parastitic diameter » diamètre éléments = 6 mm

• Unité « Metric »

• Cliquez sur « View Design » et imprimez

Le texte résume les données et affiche le gain attendu, les dimensions de l’antenne sont affichées avec, à gauche, la distance cumulative à partir du réflecteur arrière de tous les éléments (D.E : « Driven Element », dipôle), et à droite, la longueur exacte de chaque élément.

Voici les plans des 2 antennes réalisées:

• antenne milieu de bande UHF 594 Mhz

• antenne haut de bande UHF 834 Mhz

Montage

Eléments

Sciez tous les éléments à la longueur voulue. Faites un trait de scie au milieu pour permettre un positionnement précis sur la barre plus tard.

Pour fixer les éléments sur la barre tous les systèmes sont bons. Mais avant de les fixer définitivement vous pouvez les attacher avec des colçons. Les avantages sont la rapidité de construction (et de démontage) et la flexibilité. En effet, il est possible d’essayer plusieurs formules de distances entre éléments avec le site mentionné auparavant.

La solution que j’ai trouvée pour la fixation définitive est de fabriquer de petites pattes courbées. Sciez dans la latte de protection de marche d’escalier 10-15 morceaux de 15 mm de large et forez un trou de 4 mm sur la partie plate, mais toujours à la même distance du bord pour toutes les pièces (voir ci-dessous).

Vu le faible poids de l’antenne et pour perturber le moins possible le fonctionnement, je recommande de monter le système de fixation mât à l’arrière de la barre d’antenne.

Petit truc pour faire les trous à travers la barre carrée précisément : il vaut mieux pointer des 2 côtés et faire les 2 trous séparément plutôt que d’essayer de forer en passant à travers la barre en une fois.

Forez un trou de 4 mm verticalement dans la barre à l’arrière après le système de fixation (qui se trouve donc à droite ou à gauche) et fixez le radiateur arrière (l’élément le plus long) avec un boulon à travers la barre et la pièce de pincement. Positionnez le radiateur vers l’avant, et placez le bien au milieu de la barre grâce au trait de scie sur l’élément.

Placez un mètre à plat sur la barre avec l’extrémité contre le réflecteur. Déplacez le mètre de la distance entre le bord de l’élément et le trou de la patte de fixation (à mesurer avec un positionnement des pièces). Marquez maintenant les positions de tous les radiateurs (passez le dipôle) comme mentionné sur votre plan. Percez les trous et fixez tous les radiateurs. Les pattes de fixation des radiateurs sont placées à l’avant, seule la patte de fixation du radiateur est placée vers l’arrière. Cette configuration permet une plage de glissement et de réglage maximum du dipôle.

Vérifiez à l’ohmmètre que les éléments sont bien en contacts avec la barre, car la longueur des éléments a été calculée en fonction d’un contact avec une barre métallique.

Dipôle et connexion

Le dipôle est la pièce la plus délicate à construire, car la tige d’aluminium ne supporte pas les corrections de pliage importantes.

Il vous faut un étau, un manche d’outil de 4 cm de diamètre et un marteau. Dessinez la configuration souhaitée. Les mesures suivantes valent pour une antenne avec un dipôle de 20 cm de large (hors tout = demi-longueur d’onde = 714 MHz). Avec votre barre d’aluminium de 4 mm de diamètre, pliez une première longueur de 4 cm à angle droit (connexion de gauche), partez sur la gauche sur 7 cm (20 cm total – 4 cm diamètre arrondi – 2 cm écart connexion, divisé par 2), tourner la barre d’un demi tour vers le haut sur le manche, partez sur la droite sur 16 cm, tournez d’un demi-tour vers le bas, partez sur la gauche sur 7 cm, puis terminez par un angle droit vers l’avant de 4 cm (connexion de droite) et coupez ce qu’il y a de trop ! Ajustez les bouts du dipôle pour qu’ils se connectent bien dans le connecteur électrique.

Faites 2 trous dans le boîtier plastique pour que le dipôle y entre et prenne bien dans le connecteur électrique placé à l’avant dans le fond du boîtier. Faites un trou à l’arrière du boîtier et montez-y le connecteur F mâle-mâle. Réalisez un court bout de coax dénudé à l’avant et connectez-le au dipôle : masse d’un côté et âme de l’autre, il n’y a pas de sens (pour les puristes cette connexion directe est une horreur, la connexion devrait être adaptée en impédance et balancée, mais pour une antenne de réception, ce n’est pas indispensable et cela fonctionne, l’antenne « louche » juste de 10° !).

Montez une fiche F femelle sur l’autre bout et visser la sur le connecteur du fond. Faites 4 trous dans le fond du boîtier et passez et serrez 2 colçons pour fixer le boîtier sur la barre. Ce montage permettra de très facilement glisser le dipôle en avant et en arrière pour ajuster la caractéristique de réception principale de l’antenne.

Tests et réglages

Il ne reste plus qu’à la monter sur un mât le plus en hauteur possible, loin d’éléments métalliques, de la connecter et de tester. Commencez par une orientation grossière à la boussole, puis ajustez la position en fonction du niveau de réception sur la TV. Il est aussi possible de tester en faisant descendre ou remonter légèrement le nez de l’antenne. Enfin essayez avec plusieurs positions du dipôle, mais ne changez pas la position des radiateurs et du déflecteur. On constate que souvent le gain augmente (mais l’angle d’ouverture et la bande passante diminuent) en approchant le dipôle du premier radiateur (vers l'avant, comme sur la photo ci-dessus).

Voilà, bon amusement et bonne réception, tenez-moi au courant de vos réalisations, idées et commentaires !