INTRODUCTION

L'antenne "Fente Alford" qui est décrite pour la fréquence de 1,3 GHz permet d'obtenir, d'une façon aisée, un champ de radiation
horizontal et omnidirectionnel. L'antenne possède un gain qui dépend principalement de sa taille, ce gain varie entre 5 et 9 dB iso.
C'est en réalité une bien meilleure performance que celle que l'on peut obtenir avec une simple antenne omnidirectionnelle comme
l'antenne "halo" ou les simples fouets verticaux.

Cette antenne convient parfaitement à une balise ou à un répéteur qui tous deux nécessitent une antenne omnidirectionnelle avec
un gain aussi élevé que possible. On peut coupler deux de ces antennes bout à bout et doubler ainsi le gain. Comme la perte de
rayonnement est beaucoup plus grande en 23 cm qu'en 2 m ou en 70 cm, ce gain supplémentaire est particulièrement bienvenu
surtout lorsqu'elle est utilisée en portable.
 

DESCRIPTION

L'antenne est constituée d'un tube dont une partie de la paroi a été excisée pour prendre la forme d'une fente comme le montrent
les figures 1 et 2.

Le point d'alimentation HF peut être soit au centre de l'antenne (fig.1) lorsque la fente est en court-circuit à ses extrémités.
Elle est alimentée à une extrémité ouverte quand l'autre extrémité est en court-circuit (fig.2) ;

Il existe une relation étroite entre la largeur et la longueur de la fente avec l'épaisseur et le diamètre du tube. Cette relation a été étudiée expérimentalement et parfaitement par G3JVL et G3YGF ce qui leur permet de suggérer les prototypes ci-après.

 
 

Type d'antenne	Dimensions tube	Épaisseur paroi	Largeur fente	Longueur fente
Alim. Extrémité	Æ ext.31,8mm	0,9 mm	4 mm	255 mm
Alim. Extrémité	Æ ext 35 mm	1,1 mm	8 mm	255 mm
Alim. extrémité	Æ ext. 38,1 mm	1,6 mm	11 mm	255 mm
Alim. au centre	Æ ext 31,8 mm	0,9 mm	4 mm	510 mm
Alim.au centre	Æ ext 35 mm	1,1 mm	8 mm	510 mm
Alim. au centre	Æ ext 38,1 mm	1,6 mm	11 mm	510 mm

 

Ces dimensions reprennent trois mesures usuelles de tubes.

Le cuivre, le laiton et l'aluminium conviennent parfaitement.

Si le tube dont vous disposez ne possède pas une de ces trois dimensions, il faudra alors interpoler les dimensions de la fente et
pratiquer une petite expérimentation pour adapter la fréquence de résonance au type de matériel dont vous disposez.

Dans tous les cas il est conseillé de mesurer la distribution du champ électromagnétique de la fente comme nous allons l'expliquer par
après

La longueur du tube, hors fente, n'est absolument pas critique et le même tube peut être utilisé à la fois comme mât et comme antenne.
Ceci vaut également dans le cas d'une antenne alimentée au centre de la fente pour toute la partie du tube qui se situe au-dessus du court-circuit, ce qui signifie qu'un court-circuit simple ou un disque de couverture peut être utilisé pour limiter la fente à la longueur
adéquate à l'obtention de la résonance. Le tube peut ainsi être prolongé tant vers le bas que vers le haut.

L'impédance d'alimentation de cette antenne se situe approximativement à 200 ohms. Une méthode d'alimentation qui convient parfaitement losqu'on utilise un coaxial de 50 ohms est un "balun" dont le rapport est de 4 à 1, tel que celui qui a été conçu et préconisé par GV3JVL,
fabriqué à partir d'une ligne coaxiale de 50 ohms de type semi-rigide (fig.3).

Ce "balun" est fabriqué à partir d'un coax semi-rigide de 3,6 mm. On incise la gaine de protection conductrice de deux côtés opposés,
on crée ainsi une discontinuité dans la partie terminale du coax. Les deux lèvres ainsi formées dans le blindage de la ligne coaxiale forment
une ligne de type "twin" à une longueur égale au quart de l'onde. Une des lèvres est en court-circuit avec le point chaud du coax
(conducteur intérieur). Les deux lèvres a et b sont alors connectées au point d'alimentation de l'antenne à fente (fig.1 et fig.2).

Une bonne technique consiste à souder ou à visser deux petites attaches dans la paroi de la fente comme indiqué sur la fig.4.

Le câble coaxial d'alimentation se trouvera à l'intérieur du tube constituant l'antenne. Ce câble doit être incurvé immédiatement à
son point d'alimentation de sorte qu'il se positionne dans un espace virtuel situé entre l'axe du tube et la paroi opposée à la fente.
Tout ceci n'est pas critique pour autant que le câble coaxial ne vienne pas trop près de l'espace dévolu à la fente (sauf pour le point d'alimentation bien entendu : fig.5).

Il n'est absolument pas nécessaire de fixer la câble coaxial à l'intérieur du tube. Toutefois, comme le montre la fig.6 une bonne méthode d'alimentation et de connexion fait usage d'un connecteur de type N qui est fixé dans la plaque du court-circuit de l'antenne fente,
ce type d'ajustement peut également être utilisé pour d'autres fréquences mais d'autres arrangements conviennent également.

NOTES POUR LA CONSTRUCTION

Point 1
La fente pratiquée dans le tube peut être découpée avec une lame de scie à métaux et ensuite ajustée à la lime plate.

Pour l'antenne de type alimentation centrale, il est intéressant et beaucoup aisé de commencer le travail en forant des trous dans la partie qui doit être excisée.

Point 2
Si on utilise du matériel de plomberie en cuivre, on peut employer d'autres moyens pour attacher l'antenne et pour la finir ; en particulier, il existe de petits chapeaux qui peuvent être fixés ou soudés au tube et dans lesquels il est possible d'insérer le connecteur N qui reliera ainsi le coaxial interne au coaxial externe.

Point 3
Le coaxial de type semi-rigide employé pour la fabrication du "balun" sera maintenu dans un étau incurvé légèrement ce qui facilitera le découpage du blindage externe en deux lèvres. Il faut prendre garde de ne pas découper ni endommager le diélectrique interne. Les deux lèvres doivent impérativement rester en contact étroit avec le PTFE et ne peuvent en aucun cas s'en écarter.

Point 4
Au point d'alimentation, on peut forer deux trous dans la paroi du tube, les fileter (très pratiquedans le cas du tube en aluminium).
Pour les tubes en laiton ou en cuivre, on soudera directement sur les parois.

 
Point 5
La présence d'humidité à l'intérieur du tube est sans importance pour autant que l'humidité ne pénètre pas l'intérieur du "balun".
Dans cette dernière éventualité, il faut s'attendre à des pertes d'insertion.

De toutes manières, il n'est pas recommandé de laisser de l'eau s'accumuler à l'intérieur du tube.

La fente peut être obturée avec du film autocollant ou autre de type téflon et un bouchon plastique peut être utilisé pour fermer le
sommet de l'antenne alimentée en extrémité.

Une alternative consiste à inclure l'ensemble de l'antenne à l'intérieur d'un tube de plastique de plomberie. Cette technique a été utilisée
avec succès pour le répéteur GB3IOW.

Dans les six alternatives préconisées le facteur de vélocité est égal à 4 et la largeur de bande passante de 100 MHz à 1,3 GHz de fréquence
de résonance.

Le gain ainsi obtenu pour les dimensions proposées est d'environ 6 DB iso pour la version alimentée en extrémité et de 8 DB iso pour celle alimentée au centre (double fente).

Les dimensions sont dans une certaine mesure interdépendantes.

Le facteur de vélocité augmente si le diamètre du tube diminue ou si la largeur de la fente augmente.

L'épaisseur de la paroi du tube a aussi son importance. Il détermine la réactance de la fente de telle manière que plus la paroi est mince
plus le facteur de vélocité augmente. En conséquence, si on utilise un tube de plus petit diamètre que ceux qui sont conseillés, on peut compenser ce fait en usinant une fente un peu plus étroite de façon à obtenir une même vélocité de l'onde. on peut obtenir le même
résultat si l'on diminue légèrement la longueur de la fente.

Il est à noter que si l'antenne fonctionne avec un plus petit facteur de vélocité, le gain est alors moins élevé.

Pour la fréquence de 1,3 GHz, le tube d'antenne choisi doit se situer dans la fourchette préconisée c'est-à-dire d'un diamètre extérieur
compris entre 31,8 et 38,1 mm sinon son fonctionnement n'est pas correct.

Il est important néanmoins de vérifier la résonance correcte de cette antenne, en particulier si on s'écarte des dimensions prévues.
Ceci peut être aisément réalisé en appliquant de la HF de différentes fréquences et en mesurant la distribution de la tension avec un
wattmètre directionnel ou en utilisant une petite sonde HF (fig.7).

La sonde doit être tenue très près du tube mais pas face à la fente (inclinée à 2à ou 30 degrés par rapport aux lèvres de la fente) et
déplacer la sonde sur toute la longueur de la fente.

Le mesureur de champ à diode décrit dans "The Microvave Newsletter" d'août 1981 convient particulièrement bien.

Le "balun" fonctionne en utilisant la tension de la ligne coaxiale 50 ohms non équilibrée en produisant deux tension équilibrées
déphasées de 180°. L'antenne est ainsi connectée à ces deux tensions.
La différence de tension est de deux fois celle vue sur l'impédance de 50 ohms. On obtient ainsi un rapport d'impédance de 4 à 1.

Le "balun" a une bande passante comparable à celle de l'antenne soit 10 à 15% de la fréquence de résonance utilisée.

Il faut bien noter que la longueur de la coupure dans l'enveloppe semi-rigide du coax doit être égale au quart de la longueur d'onde.
Etant donné que le diélectrique est du téflon ,le facteur de vélocité est d'environ 0,86. En conséquence, la longueur de un quart d'onde
est égale à sa longueur théorique en espace libre multipliée par le facteur, 0,86.

S'il existe un espace significatif entre les lèvres de l'enveloppe externe du coax et l'isolant interne, le téflon, alors ce facteur de vélocité est également augmenté de manière significative (cette nouvelle valeur sera comprise entre 0,86 et 1).