Conception et fabrication d’une Yagi

Bonjour,

Suite à l’échec de la 8 éléments portable, je me suis intéressé a l’optimisation logicielle via MMANA-GAL. Je n’ai trouvé que peu de tutos en français sur ce logiciel. Beaucoup l’utilisent mais peu partagent, le comble…

YAGI CALCULATOR; ENTREE DES DONNEES ET EXPORT

Ma technique est de commencer par calculer via le logiciel « Yagi Calculator » de VK5DJ, d’exporter le fichier « .MMANA-GAL » pour ensuite l’optimiser. Je peux toujours prendre les cotes de DK7ZB au lieu d’essayer de sortir les miennes, certes, mais j’aime bien chercher par moi-même.

Ci-dessus j’ai inséré les deux pages, de gauche à droite, de l’entrée vers la sortie. En haut à gauche, avant de commencer, il faut tout de suite entrer la fréquence. Sélectionner « non metal boom… » même si votre boom sera en métal, on calculera plus tard.

Ce que j’ai demandé au programme c’est de me faire une antenne avec une fréquence centrale de 145 MHz 4 éléments avec un diamètre de 6 mm pour les éléments directeurs, réflecteur et le dipôle d’alimentation.

NOTA: Finalement j’ai opté pour une 5 éléments

Pour une histoire de bug qui me prend un peu la tête, le fichier .maa de sortie ne peut pas être lu par MMANA-GAL. J’ai du reporter les valeurs une à unes. Normalement vous pouvez exporter le .maa avec le bouton « create .maa » sur l’écran de sortie.

BASE DE L’OPTIMISATION

Au final qu’est-ce que c’est une antenne ? Un compromis. En effet on souhaite avoir un gain maximum (avec une antenne Yagi), travailler le diagramme de rayonnement pour supprimer tout ce qu’on ne veut pas.

Il y a énormément de solutions possible pour résoudre tel ou tel problème, mais c’est un équilibre. Vous pouvez disposer d’une Yagi a 20 Db de gain, mais ce sera une vraie passoire si vous n’optimisez que ce paramètre. La réactance et le ROS serait si important qu’elle serait pas foutue de faire déclencher un relais a 80 km.

MMANA-GAL :

Commencez par ouvrir le fichier que vous avez exporté avec Yagi Calculator, rendez vous ensuite dans l’onglet « View ».

Voici la visualisation de l’antenne, où j’ai ajouté quelques traits et lettres pour expliquer comment fonctionne X et Y. Premièrement il est préférable de rester sur « Middle point of antenna », en quelque sorte le « point 0 » de toute les coordonnées.

Le centre de l’antenne, le 0 absolu est représenté par le rond, qui représente l’alimentation du dipôle.

Sur l’élément numéro 4, le plus éloigné du dipôle, les cotes sont les suivantes :

X1 et X2: position sur le boom par  rapport au dipôle, soit à 94.1 cm

Y1 et Y2: la taille de l’élément, le logiciel travaille ainsi, il faut renseigner le coté gauche et droit, ce qui correspond à diviser par deux la taille entière de l’élément concerné. Le signe « – » est très important, sinon vous mettez les deux éléments du même coté.

R: Tout simplement le rayon en mm, n’oubliez pas de modifier cette valeur dans le tableur.

CALCUL DES CARACTÉRISTIQUES ANTENNE

Dans l’onglet « Calculate » on peut définir les caractéristiques de l’antenne à une fréquence donnée. On choisis 145 MHz, puis Free Space et enfin « Al pipe » qui signifie tube aluminium. Il ne reste plus qu’a cliquer sur « Start ».

On peux voir que les résultats sont médiocres, ROS de 5, réactance de 35 Ohms, pour une antenne taillée pour le 145 c’est loin d’être ça.

La fenêtre « Plots » permet de visualiser les résultats avec un graphique, c’est plus facile a interprêter. Pour y accéder suivez les flèches. BW ou BandWitth est la bande passante. Après avoir cliqué sur « Detailled » vous obtiendrez tout les graphiques.

Z: Impédance et Réactance – SWR: le ROS – Gain/FB: Rapport avant arrière – Far Fields: diagrammes de rayonnements.

Conclusion avec les données de Yagi calculator sans modifications: 

Je crois qu’on peut se passer de commentaires, les images montrent une antenne qui va être moins performante qu’un quart d’onde. En dessous de 10 éléments, ce logiciel donne des cotes qui ne vont pas du tout.

OPTIMISATION DE L’ANTENNE

Commencez par régler les priorités, le Gain le rapport avant/arrière etc. Il faut bien garder à l’esprit qu’une antenne est un compromis donc si vous faites une antenne destinée a être large bande, il ne faut pas attendre 15 Dbi avec une 5 éléments. Ensuite ajoutez tout les éléments par le bouton « All elements ».

Sur « Band setting » on trouve la largeur de bande, ça reste une histoire de compromis alors il faut essayer encore et encore. Une antenne large bande sera moins performante qu’une bande étroite.

Pour ma part je coche la case « Give priority to no 1 » qui permet de définir le centre de bande.

Si vous souhaitez obtenir les côtes de l’antenne, soit vous passez par la fenêtre montrée ci-dessus ou sinon en cliquant sur l’onglet « view » en sélectionnant les éléments un a uns.

Voilà le logiciel qui est en train de calculer. Plus on répète l’opération, plus le compromis est juste, et plus le nombre d’essais est grand.

Voici l’antenne aboutie, un ROS assez faible a première vue, gain de 10.6 Dbi, réactance pas mal du tout et enfin rapport A/R élevé.

INTERPRÉTATION DES RÉSULTATS

Au bout d’un moment vous constaterez que plus rien n’évolue, et qu’il faut agir sur les curseurs de manière un peu brutale.

Cela signifie que vous avez atteint les limites de calcul du logiciel, il peut a peine faire mieux.

Les logiciels d’optimisations sont pas récents pour la plupart. Ils utilisent un moteur de calcul souvent ancien. Le souci se pose avec certains. Mes 2 PC, un fixe et un portable sont tout les deux en x64, le système est totalement incompatible avec ces logiciels.

RESULTATS

J’ai pour référence un QTH bien précis d’où j’ai 8 relais, 2 difficiles pour les correspondants les autres parfaits.

Voici l’antenne construite et « fixée ». Je rappelle que c’est un prototype, donc c’est juste pour tester les caractéristiques.

Je l’ai construite a l’aide de tube plein d’aluminium de 4 mm de diamètre. Malheureusement je ne trouvais pas de longueur supérieur a 1,00 m, ce qui a été gênant pour le réflecteur qui devait normalement mesurer 1.03m.

J’ai tenté d’accrocher tout les relais que j’avais l’habitude d’entendre, les relais difficiles le sont encore plus pour mes correspondants, normal. Les résultats sont donc à l’usage à la hauteur de ce que j’attendais.

Comme je ne m’appelle pas Charles, je ne peux que tester le ROS avec un Zetagi HP 201. Je dispose bien d’un CN 103 L de Daiwa a aiguilles croisées, mais la fiabilité des résultats est mauvaise. Pour ceux qui seraient tentés de crier au blasphème, je les invites à m’envoyer le MFJ 269, (d’autant plus que Noël approche) qui permettrait de tester tous les paramètres dont j’ai besoin. L’adresse se trouve sur l’annuaire de l’ANFR. 

Coté résultats on retrouve a quelque chose près la courbe du ROS annoncée. Le retour est très faible et entre 144.5 et 145 l’aiguille du galva ne décolle même pas.

CONCLUSION: Les résultats logiciels ont l’air d’être proche de la réalité, a confirmer toutefois. MMANA GAL a l’air d’être un bon outil.

73 et bonne bidouille

F4HOK