L’ANTENNE CITY-SLICKER 144 Mhz

Voici un article datant de 1953 

 

Cette antenne devenant de plus en plus courante, et de nombreux OM demandant des renseignements pour l’établir, nous ne pourrons mieux faire que d’extraire la substantiflque moelle de l’article de F.-S. Harris  W8UKS, paru dans le QST de novem­bre 1949.

L’antenne qu’il a imaginée est cons­tituée par quatre éléments folded su­perposés verticalement et ayant les dimensions ci-après (en mm) (voir fig 1)

  a)  diamètre du   tube   6,35 (1/4 pouce) ;

   b) longueur hors tout 966 (38 pouces, 0,95 λ) 

   c) épaisseur hors tout 38 (1,5  pouce)

    d ) distance entre éléments 1 295  (51 pouces , 5/8 λ). 

Si l’on transpose dans les matériaux standard disponibles en France, les  dimensions a) et c) peuvent devenir « respectivement 6 mm et 36 mm. 

Les éléments sont fixés sur un tube  métallique formant le mât et sont reliés entre eux par des bouts de câble  coaxial de 72 ohms disposés parallèlement deux par deux ; l’âme du câble  est reliée aux éléments, les gaines sont soudées entre elles et reliées à  la masse. L’impédance de l’ensemble  est de 72 ohms ; le point d’attaque du feeder peut être quelconque, mais l’ex­périence a prouvé que le meilleur redément était obtenu en attaquant au  niveau du deuxième élément en partant du bas. Toute autre impédance de feeder peut être utilisée sous la  condition d’utiliser un système adapteur d’impédance convenable tel qu’une ligne quart d’onde. 

La réalisation mécanique de cette « antenne est très facile ; la résistance  au vent est très faible et, en prenant  quelques précautions élémentaires,  elle peut résister fort convenablement  aux intempéries. Etant entièrement à la masse, elle n’offre aucun danger en cas d’orage.

Elle a par ailleurs des avantages certains qui en ont fait sa vogue ac­tuelle ; son gain par rapport au dou­blet est de 8,5 db, équivalent à celui d’une beam à 4 ou 5 éléments, mais à rencontre de celle-ci, il n’est pas né­cessaire de la faire tourner ; son dia­gramme de rayonnement horizontal est, en effet, analogue à celui du dou­blet et si le léger angle mort qui subsiste en regard des pointes est gê­nant, il suffit de la faire tourner de 90° seulement.

L’auteur, arguant de ces avantages, destine cette antenne aux amateurs des villes qui ne peuvent installer t d’antenne   rotative,   d’où  son   nom « City-Slicker » qui siginfie en bon français  » débrouillard de la ville » . Il cite le record établi par W3CUM contactant W0BIPlors de l’inauguration de l’aérien.

En France, des résultats splendides ont été obtenus par f8GH , F8NH et de nombreux autres.

Cette antenne appelle cependant quelques remarques.La distance entre éléments de 5/8 de longueur  d’onde  résulte du coefficient de translation dans les feeders qui est de 0.66 .Les éléments sont en phase ,les bouts de coaxial son tendus entre les éléments et plaqués contre le mat ,ce qui donne un ensemble rigide . Mais bien que W8UKS dise, dans son article ,que la distanc de 5/8 de lamda soit optimum, nous ne sommes pas tout à fait d’accord.

En effet ,nous avons calculé le diagramme de rayonnement dans le plan vertical prependiculaire aux éléments. Les articles de J. Leclaire CN8MH, parus dans Radio-REF de mars à no­vembre 1952, nous ont été pour cela d’un précieux concours.

Nous vous ferons grâce de tout dé­veloppement mathématique, n’ayant aucun goût pour les choses indigestes, et nous donnerons seulement les ré­sultats pratiques avec le minimum de raisonnement nécessaire à la compré­hension des faits. Considérons dans la figure 2 ,deux  dipôles A et B placés perpendiculérement au plan de la figure. Leur distance   D   est  évaluée   en longue d’onde et vaut donc K λ .

City Slicker002

Si nous sidérons le champ produit par cha­cun des doublets, en un point de l’es­pace situé à une distance suffisam­ment grande devant la longueur d’onde, on pourra admettre que les rayonnements des deux éléments vers ce point sont parallèles.

On voit de suite que pour un angle a, le rayonnement du doublet B doit parcourir une distance supplémen­taire d = BB’. Comme les deux élé­ments sont en phase, les ondes reçues dans la direction considérée ne le sont plus ; elles sont décalées d’un angle d que nous pouvons calculer facilement en substituant à lambda son équivalent en angle, soit 360°

                                                  d= 360° x K x sin α

En représentant les valeurs de champ par des vecteurs, la résultante se trouve facilement (voir fig. 3).

City Slicker003

 

Ayant de cette façon déterminé un certain nombre de points pour diffé­rentes valeurs de K, nous avons ob­tenu les diagrammes de la figure 4. En les observant, on voit que le K choisi pour la City-Slicker (0,65) laisse subsister un lobe vertical non négligeable et qu’il serait intéressant de le récupérer pour l’envoyer dans la direction utile ; c’est ce qu’on ar­rive très bien à faire en prenant K=0,5.

City Slicker004.jpg

Mais, direz-vous, il s’agit de quatre éléments et non de deux ; nous y avons pensé et nous vous offrons de faire le même raisonnement sur la figure 5. On y voit que, sous l’angle a, les rayonnements des éléments B, C et D ont à parcourir ds distances supplémentaires d ,2d et 3d ;or,pour α =90°  D==238°, on obtient donc les quatres vecteurs de la figures 6:

OA à 0°      OB à 238° 

City Slicker005.jpg

OC à 476° soit à 116° de OA

OD à 714° soit 6° à gauche de OA 

En faisant la résultante OR1 de OA et OD, elle se situe à 3° à gauche de OA et a pour valeur 1,99 si nous ad­mettons que les quatre vecteurs avaient la valeur 1.

City Slicker007

La résultante 0R2 de OB et OG est à 177° à droite de OA et a pour valeur 0,95 ; les deux résultantes sont donc en opposition de phase et se sous­traient purement et simplement pour laisser subsister la valeur finale de 1,04.

Le lobe calculé pour deux éléments existe donc bien pour quatre éléments et a sensiblement la même valeur ; la seule différence réside dans le fait que le lobe utile a un maximum de 4 au lieu de 2 ; le bénéfice est illu­soire d’ailleurs, car si l’on met la même sauce dans le feeder, elle se répartit en deux moitiés dans un cas et en quatre quarts dans l’autre.

A la suite d’aussi pénibles calculs (Hi !), nous avons envisagé de construire une antenne à deux éléments et de faire varier la distance entre les éléments, ce qui, entre nous, n’est pas très facile sur un toit assez peu car­rossable (Hi !).

Nous aimerions avoir l’avis de ceux qui, dès maintenant, pourraient ten­ter le même essai.

Mais, direz-vous, si le feeder entre éléments doit avoir 1,30 m et si la distance entre éléments n’est que de 1 m, comment faire ? Eh bien, c’est beaucoup moins grave que si c’était l’inverse ; il suffit, en effet, d’enrouler le feeder autour du mât ou de lui faire faire une boucle de 10 cm de diamètre vers son milieu pour résor­ber l’excédent de longueur.

Nous nous permettrons encore une  suggestion. Pourquoi ne pas mettre  sur le même mât deux antennes sem­blables, mais à 90° l’une de l’autre, les éléments de l’une étant dans les  espaces de l’autre ? Nous donnons, figure 7, le diagramme de rayonne­ment résultant dans le plan horizontal. Il suffit d’alimenter les deux systhèmes par deux feeders séparés et de ;    brancher ces deux feeders à l’émetteur, tantôt en phase, tantôt en opposition, pour faire basculer le dia­gramme de 90° ; le tour serait joué,   plus de mécanique, plus de commande ;    à distance, ce serait vraiment l’an­tenne du « Débrouillard de la ville ».

Sources: Radio Ref  juin 1953 , auteur F9ND et QST novembre 1949 par W8UKS.

suite de l’article sur Radio Ref  Novembre 1953 F9ND / F8MX

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Je remercie tout d’abord ceux qui ont prêté intérêt à cet article et qui ont bien voulu me faire connaître leur opinion ou le résultat de leurs expé­riences.

En premier, F8LO m’a dit textuel­lement : « J’avais déjà essayé ce que vous proposez, c’est-à-dire de faire varier la distance entre les deux élé­ments demi-onde ; pour cela j’avais monté ces éléments sur des pièces de bois en forme de ciseaux qu’il suffi­sait d’ouvrir ou de refermer. Le gain maximum était bien obtenu pour 0,66 lambda de distance ; au-dessous le gain diminuait et ceci vraisemblable­ment par suite de la variation de ré­sistance de rayonnement ».

 

J’ai reçu ensuite de CN8MH une lettre fort intéressante, le dernier ar­ticle de CN8MH, sur le tracé du dia­gramme des antennes, était paru dans Radio-REF du 15 Mai alors que mon papier était déjà parti. On y trouve l’explication du phénomène constaté par F8LO ; il n’y a pas d’erreur dans le raisonnement que j’avais échafaudé en supposant que l’intensité était constante dans les éléments ; or, à puissance égale, l’intensité varie comme l’inverse du carré de l’impé­dance totale des éléments :

W = F Z

dans lequel Z est un terme complexe dans lequel la résistance de rayonne­ment intervient pour la plus grande partie.

CN8MH précise que pour la distance de 0,5 lambda le foliole vertical a bien disparu et que le diagramme dans la direction horizontale (α = 0) est en effet plus large, mais plus court.

F8LO m’a fait ensuite part de re­marques à peu près semblables, et ce avec l’autorité que lui confère sa grande expérience en la matière et ses connaissances techniques très étendues.

J’ai recueilli ensuite l’opinion de F3HK qui abonde dans le même sens.

Je me plais à souligner que ces dif­férentes remarques étaient empreintes du plus pur esprit scientifique et de la meilleure camaraderie OM. Aussi, je me devais de mettre au point un pro­blème que j’avais laissé en suspens en terminant mon article sur une ques­tion posée à tous. Encore une fois merci à ceux qui y ont répondu dans l’intérêt général de la grande famille des amateurs.

D. L. R. — Précisons donc qu’il y a lieu d’adopter comme espacement entre éléments la valeur classique américaine de 0,6 à 0,7 λ. En effet, si celle-ci donne le gain maximum pour les angles voisins de l’horizon, elle correspond aussi, pour les feeders couramment utilisés, à la longueur métrique de l’onde entière électrique qui sert à relier les éléments entre eux.

F8MX.

 

Bonne lecture et bonne construction 

73

F6KSS

 

 

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