DIY - Antenne Yagi UHF pour radiotelescope

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pejive
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DIY - Antenne Yagi UHF pour radiotelescope

Message par pejive » 15 mai 2026, 12:06

Cogitations :D

work in progress je vais améliorer la présentation
:cafe:

:arrow: Comme je l'avais décrit sur un post en section satellites la construction d'antennes Yagi n'est pas très compliquée, mais les logiciels de calcul disponibles sur le web donnent des résultats discordants et manquent souvent de précision concernant la valeur de l'impédance de l'antenne.
Les dimensions des antennes réalisées par les radioamateurs résultent en général d'une optimisation expérimentale à partir des valeurs calculées par un logiciel.
L'extrapolation en modifiant la fréquence d'accord est une base de départ, mais ne garantit pas le résultat. Or si l'adaptation de l'antenne au câble coaxial n'est pas correcte on dégrade facilement les performances.
Pour avoir des résultats convenables sans matériel de mesure il convient de choisir des modèles pas trop critiques.

:arrow: l'encombrement peut être un facteur limitant (il l'est en tout cas pour moi :) )
Une antenne de 1m de long çà va, 1,5m à la rigueur :)
Mais pour avoir du gain, c'est-à-dire une directivité suffisante il faut une antenne avec beaucoup d'éléments.
Si on limite la longueur cela va imposer de monter en fréquence

:arrow: la fréquence ? il faut choisir une bande à peu près propre, sans risque de signaux parasites puissants.
Oublions donc les VHF avec les émetteurs FM, la bande aviation, les émetteurs DAB, ...
En UHF il faut éviter les émetteurs TV (çà commence à 470 MHz) les radiotéléphones (PMR 446 MHz) tous les transmetteurs vers 433 MHz (sondes thermomètriques, télécommandes de voitures,...) Bref ce n'est pas la joie
On peut espérer un calme relatif entre 400 et 410 MHz ; on n'y trouve guère que quelques sondes météo
:arrow: la bande 406,1- 410 MHz est en principe protégée pour la radioastronomie
:arrow: Parmi tous les modèles d'antennes, le plus souple que j'ai trouvé est celui du radioamateur WA5VJB qui permet d'ajouter facilement des éléments directeurs et qui réalise l'adaptation d'impédance et le passage balanced-unbalanced avec un demi-trombone
https://www.arrl.org/files/file/WA5VJB% ... 20Boom.pdf
Y a qu'à convertir les inches en mm, trouver les formules reliant position et longueurs à la fréquence :D et j'en ai tiré un calculateur Excel
A 408 MHz l'antenne 8 éléments fait un peu plus de 1m de long
cy408-8elets.jpg
cy408-8elets.jpg (48.17 Kio) Consulté 178 fois
S'il faut un boom plus long qu'un mètre autant passer sur une antenne 10 éléments; le calcul montre qu'elle fera 1,43m de long;
théoriquement on augmente le gain de 12,5dBi à 13,5dBi

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pejive
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Antenne Yagi UHF pour radiotelescope DIY

Message par pejive » 15 mai 2026, 13:46

Un prototype 6 éléments ; le boom est une mini-goulotte électrique (pas génial, manque de rigidité)
6elts-410.jpg
le demi-trombone est fabriqué avec une tige plate en dural
trombone410.jpg

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Message par pejive » 15 mai 2026, 14:23

:arrow: et pour quelques décibels de plus...
on peut grouper plusieurs antennes, mais attention aux impédances !
malgré tout ce n'est peut-être pas si compliqué:
si on connecte 2 antennes 50 ohms en parallèle, l'impédance devient 25 ohms
Or la nature étant bien faite :D les propriétés des lignes de transmission font qu'une ligne ayant une longueur d'un quart de longueur d'onde (ou d'un multiple impair) transforme une impédance Z1 en Z2 si son impédance caractéristique est la racine carrée de Z1*Z2
soit sqrt(25*50)= 35,4 ohm
Il n'existe malheureusement pas de câble coaxial ayant cette impédance; il faut donc fabriquer un petit coupleur avec les dimensions ad hoc; il y a des formules pour çà
http://site.ohms.free.fr/Antennes/Coupl ... ntenne.htm
coupleur2y.jpg
coupleur2y.jpg (9.4 Kio) Consulté 234 fois
lignecoaxiale.jpg
lignecoaxiale.jpg (14.65 Kio) Consulté 234 fois
pour avoir une impédance de 35 ohms il faudrait (sauf erreur) un tube de d=6mm dans un autre de D=10,5 mm; pas sûr que ce soit facile à construire...surtout avec Ld= 186 mm
:think:
:arrow: Autre solution: employer du coaxial 75 ohms pour transformer les 50 ohms en 112 avant de mettre les 2 antennes en parallèle; ce qui donne 56 ohms; acceptable. A 402 MHz il faut 123mm de câble
:dance:
Il est presque plus simple de grouper 4 yagis, car alors on peut utiliser une ligne quart d'onde en coaxial 50 ohms qui ramène l'impédance à 100 ohms,
et donc on retombe sur 50 ohms en mettant en parallèle :dance:

:arrow: il existe une distance optimale pour la distance des antennes couplées; on trouve des abaques pour çà
https://www.qsl.net/ve2ztt/IndexA/STACKING.htm

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Message par pejive » 23 mai 2026, 12:00

Avec le logiciel Yagicad j'ai tenté de dessiner une antenne 408 MHz d'impédance 28 ohms à partir des modèles proposés par le radioamateur DK7ZB
:arrow: voir 430 MHz Yagis https://www.qsl.net/dk7zb/start1.htm
Antenne 432 MHz 6 éléments
yc01.jpg
yc01.jpg (58.77 Kio) Consulté 138 fois
Après avoir entré longueur position et diamètre des éléments, on fait Calculate->Basic pour avoir les caractéristiques
Calculate->Sweep pour voir le comportement sur une bande de fréquences et Calculate->Pattern pour le diagramme de rayonnement
Loosless et Dipôle sont les bons choix pour des éléments isolés du boom
yc02.jpg
yc02.jpg (132.48 Kio) Consulté 138 fois
yc03.jpg
yc03.jpg (87.97 Kio) Consulté 138 fois
On constate que l'antenne a bien une impédance résistive de l'ordre de 28 ohms vers 432 MHz avec une réactance très faible ou nulle.

:arrow: Peut-on avoir une antenne similaire sur une autre fréquence ?
Dans Toolbox on choisit Scale
yc04a.jpg
yc04a.jpg (31.34 Kio) Consulté 138 fois
Pour le moment on est obligé d'avoir le même diamètre pour tous les éléments
yc04b.jpg
yc04b.jpg (65.56 Kio) Consulté 138 fois
Caractéristiques de l'antenne recalculée pour 408 MHz
yc04c.jpg
yc04c.jpg (101.41 Kio) Consulté 138 fois
:dance: çà marche !
:arrow: si on regarde le taux d'ondes stationnaires VSWR (Calculate->Overall) il est un peu élevé à 408 MHz;
normalement c'est moins critique en réception qu'en émission
yc04d.jpg
yc04d.jpg (103.56 Kio) Consulté 138 fois
:arrow: à partir de là on peut chercher à optimiser certaines caractéristiques de l'antenne, mais çà devient vite contre-productif

................à suivre

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Message par pejive » 24 mai 2026, 07:11

:arrow: Si on change le diamètre des éléments les caractéristiques théoriques de l'antenne semblent peu affectées; par exemple 8mm au lieu de 6
yc05.jpg
:arrow: le logiciel permet de faire des optimisations en modifiant la position ou la longueur d'un élément.
Exemple: plus de gain en déplaçant le directeur 4
yc06.jpg
:( pour une amélioration minime on voit que l'impédance de l'antenne a considérablement varié !
donc à utiliser avec des pincettes :mrgreen:

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