Le guide ultime pour l'installation des antennes
Introduction
Après avoir réussi l'examen pour la licence radioamateur et obtenu un indicatif, la première question qui se pose est probablement celle du choix de l'appareil radio. Dans un premier temps, cela peut s'avérer compréhensible. Cependant, qu'il s'agisse des bandes HF ou VHF/UHF, il est plus évident et plus judicieux d'examiner d'abord les possibilités réalistes d'antennes que vous seriez susceptibles demettre en place en fonction de votre environnement local. Un émetteur-récepteur haut de gamme coûteux ne sert pas à grand chose, si l'antenne ne permet d'obtenir un bon signal. Car finalement, tout ce qui compte c'est de pouvoir employer la meilleure antenne possible. Comme le dit le célèbre adage: "Tant vaut l'antenne, tant vaut la station".
C'est à partir de ce moment-là que de nombreuses questions surgissent :
- Quels sont mes intérêts, mes priorités et mes objectifs ?
- Quel est l'espace dont je dispose ?
- De quoi dois-je tenir compte pour cette mise en place ?
- Quel sera le coût de l'installation ?
- Est-ce que je peux réaliser le montage seul...
- ...ou vais-je avoir besoin d'une aide extérieure ?
Nous considérons 3 situations
dans le cadre des possibilités, sachant qu'il en existe bien sûr d'autres.
scénario A. Vous êtes le propriétaire d'une maison individuelle et vous avez la possibilité de placer un mât ou un pylône dans le jardin, ou d'installer un ensemble d'antenne important sur ou à proximité de votre maison.
scénario B. Vous êtes le propriétaire ou le locataire d'un appartement à l'étage qui, la plupart du temps, dispose de solutions souvent limitées pour l'installation d'une ou plusieurs antennes, mais qui souhaite tout de même obtenir quelques résultats.
scénario C. Vous êtes un radioamateur qui souhaite pratiquer le radioamateurisme de manière portable le week-end ou lors de "fielddays", de IOTA ("Islands On The Air"), de SOTA ("Summits On The Air") et de POTA ("Parks On The Air") en vacances.
Avant de se lancer, il faut définir le type de trafic que l'on souhaite pratiquer. Seriez-vous plutôt un chasseur de DX, un compétiteur/contesteur ou un plutôt un pratiquant de "radio en portable" ? Préférez-vous le trafic sur les bandes HF ou sur les bandes VHF-UHF ? Etes-vous plutôt intéressé par la CW, la SSB, les modes numériques, le trafic en puissance QRO ou en puissance QRP ? Chacun devra donc évaluer ses possibilités de la manière la plus réaliste possible.
Il est évident qu'avec de petites antennes, il faut parfois beaucoup de patience pour atteindre certains objectifs (DX). Certains objectifs radioamateur seront parfois impossibles à atteindre. Par exemple, il sera objectivement impossible d'envisager le trafic en EME depuis un balcon ou la fenêtre d'un appartement. D'un autre côté, aucun radioamateur disposant d'un espace limité et d'un budget restreint ne doit être persuadé que rien n'est possible !
Dans les rubriques suivantes, vous pourrez trouver des propositions et des recommandations concrètes concernant la mise en place d'antennes.Elles seront toujours considérées sous l'angle des trois scénarios A, B et C qui ont été mentionnés ci-dessus.
La majorité des radioamateurs n'ont pas de maison individuelle, mais vivent dans un appartement à l'étage. C'est pourquoi la plupart des lecteurs se retrouveront probablement dans les scénarios B et C. Veuillez toujours tenir compte de cette indication dans le texte !
Les bandes HF
En tant que radioamateur dans le scénario A, et en fonction de votre budget, toutes les possibilités techniques d'antennes radio peuvent s'offrir à vous, plus ou moins. Sur un grand terrain, il est possible de réaliser des antennes filaires non raccourcies pour les bandes basses le 160 m, ainsi que le 80 m et le 40 m. Installer une antenne le plus haut possible est déjà un peu plus difficile à envisager et nécessite, en l'absence de points d'ancrage naturels tels que des arbres, la mise en place de petits pylônes triangulaires ou de mâts tubulaires en acier, en aluminium, en bois ou en fibres de verre, qui devront très certainement être haubanés.
En l'absence de points d'ancrage appropriés pour les antennes filaires horizontales telles que les dipôles ou les boucles, il est plus facile de construire des antennes verticales à l'aide de mâts télescopiques en fibre de verre pour les bandes basses. Pour des hauteurs de montage réalistes allant jusqu'à 20 m, il faut bien sûr disposer de suffisamment de place pour les haubans et les radians. Les radians surélevés qui sont tendus à une hauteur relativement faible au-dessus du sol, doivent être résonants, c'est-à-dire "non raccourcis". Un plan de masse disposé au sol, composé de nombreux radians de toutes longueurs, pourront être adaptés à la taille du terrain. Pour obtenir un bon rendement, il faut toutefois disposer du plus grand nombre possible de radians. Avec la mise en place de ces radians, le véritable effort dans l'installation d'une antenne ne se situera pas dans "l'espace aérien" exceptionnellement, mais au niveau du sol.
Pour les bandes HF supérieures (entre 20m et 10 m), une antenne directionnelle orientable avec au moins deux éléments ou plus, est le premier choix de la plupart des radioamateurs. Sur un terrain plus petit, un pylône triangulaire avec une antenne directionnelle pour les bandes HF supérieures, qui sert également de point d'ancrage central pour une ou plusieurs antennes filaires, est un grand classique. En règle générale, les maisons mitoyennes et les maisons individuelles situées sur de très petits terrains permettront uniquement la mise en place d'un mât d'antenne, directement au plus près de la maison, ou encore l'installation d'un tube-support sur le toit.
Si ce tube est suffisamment stable et solide, cette construction peut supporter une beam HF pas trop grande, avec au-dessus, des antennes directionnelles pour les bandes VHF-UHF, et les faire tourner au moyen d'un rotor. La solution d'antenne la plus simple et la plus discrète, est l'une des nombreuses antennes verticales qui sont proposées, pour être montées sur un tube court sur le toit. Ces antennes sont disponibles sous forme d'un quart d'onde, en version mono-bande, ou en tant qu'antenne multi-bandes avec des trappes et des radians. Les antennes demi-onde ont une hauteur de montage plus importante, mais elles ne nécessiteront pas de radian qui pourrait gêner l'accès au toit.
Le scénario B exclut généralement les possibilités d'antennes optimales présentées précédemment. Mais la plupart du temps, un jardin est encore disponible sur place dans l'un ou l'autre appartement en location ou en copropriété, surtout en périphérie des villes ou dans les régions rurales. Avec la permission du propriétaire ou l'autorisation de la copropriété, des antennes filaires discrètes pour les ondes courtes et des antennes VHF sur le toit permettent de participer de manière satisfaisante au radioamateurisme. Malheureusement, cela dépend toujours du bon vouloir du bailleur ou de la copropriété. L'obtention d'une autorisation d'antenne auprès du bailleur est parfois plus facile que la décision d'un syndicat de copropriétaires. Dans tous ces cas, il est certainement conseillé de se limiter volontairement à une puissance d'émission de 100 W par exemple, plutôt que de mettre en service un amplificateur OC et de provoquer un conflit.
Les antennes intérieures pour les bandes HF
Dans le scénario B, avec très peu d’espace, quelle système d'antenne pourrait éventuellement fonctionner en intérieur, notamment en termes d'antenne prête à l’emploi ? Sur le plan électrique, la plupart des antennes seront trop imposantes et/ou elles auront un rendement très faible si elles sont fortement raccourcies. Les dipôles multi-bandes à trappes qui sont suspendus sous le toit, finissent souvent par être décevants car les longueurs de fils entre les trappes sont "définies" pour que l'antenne soit tendue en espace libre. Les performances de l'antenne seront fortement dégradées, du fait de la proximité du toit de l'influence qui va en découler. La ou les fréquences de résonnance ainsi que le diagramme de rayonnement seront eux aussi fortement impactés. Il sera bien trop complexe d'envisager effectuer une correction des longueurs des brins, notamment dans le cas d'une antenne "multi-bandes" avec des trappes.
Les dipôles mono-bande non-raccourcis (ou "full size") pour les bandes HF supérieures, qui seraient éventuellement connectés ensemble en parallèle et alimentés par un câble coaxial commun (NDLR : une antenne de type "Fan-Dipole" ou "multi-dipôles" en somme), sera une bonne alternative. Avec une telle combinaison, 100 pays DXCC et plus, peuvent être atteints avec seulement 5 à 10 W de puissance de transmission en télégraphie. En FT8, cela sera également possible avec encore moins de puissance. S’il y a encore moins d’espace disponible, une antenne de type boucle magnétique qui sera placée au plus près de la fenêtre, sur le balcon ou dans le grenier, restera la meilleure option.
Les bandes VHF-UHF
En ce qui concerne les antennes directionnelles pour les bandes VHF-UHF (6m, 2m, 70cm et 23cm), le scénario A permettra d'envisager toutes sortes de configuration possibles, que ce soit une grande yagi mono-bande, ou un groupement de plusieurs antennes directionnelles, à partir du moment où une hauteur d'installation optimale sera respectée. Dans l'idéal, l'installation pourra être envisagée sur un mât ou un petit pylône séparé, ou encore sur un tube vertical placé sur le toit de la maison. Bien entendu, il sera nécessaire d'y adjoindre un rotor qui sera capable de supporter l'ensemble et de faire tourner toute l'installation. Seule une situation géographique au fond d'une vallée pourrait remettre en question ce type de configuration d'antenne et imposerait des limites.
Dans le scénario B , l'installation d'une antenne pourrait être envisagée à partir du moment où l'organisme qui gère le bâtiment accordera son autorisation sur le toit, et qu’il soit possible d’y accéder afin d'y amener une ligne de transmission pour au moins une antenne. (NDLR : si vous avez la chance d'obtenir cette autorisation, la plupart du temps, il vous sera certainement demandé de faire appel à un installateur d'antenne professionnel.)
Heureux celui qui vit et est propriétaire (ou même locataire) d'un appartement situé au dernier étage, et qui peut utiliser un balcon ou une terrasse sur le toit. Cela facilite grandement les choses. Un tube de support pas trop long avec un rotor, une antenne directionnelle et une antenne verticale bi-bande placée au-dessus, rentrent alors tout à fait dans le domaine du possible. En outre, l'antenne Discone à large bande est bien adaptée à une entrée en matière, tant du côté de la réception que de l'émission.
Sur le balcon d'un appartement à l'étage inférieur, les possibilités seront plus limitées. De simples antennes verticales demi-onde (antennes en J, "Topfkreis", "Slim-Jim", etc…), des antennes bi-bande 2 m/70 cm comme les DIAMOND de la série X, des "Ground Planes", ainsi que des petites antennes directionnelles maniables montées verticalement, comme la HB9CV ou la Log-Périodique, conviendront dans cette situation. Dans le meilleur des cas, on peut installer une Yagi à 4 éléments verticalement sur la balustrade du balcon et, selon sa position, l'orienter vers une ou des stations relais pour peu que l'antenne soit légèrement orientable dans la bonne direction. Il y a presque toujours une place pour installer une parabole satellite de la taille de celles qui sont utilisées pour recevoir la télévision par satellite. Si l'orientation vers un satellite géostationnaire comme QO-100 est dégagée, il suffira de disposer un tube vertical sur le sol avec un pied de parasol. Contrairement à une idée reçue, il n'est évidemment pas nécessaire de placer ce type d'antenne le plus haut possible. Ceux qui doivent s'accommoder avec des conditions d'antennes modestes et d'une portée radio limitée, trouveront que le trafic radio intercontinental via le satellite QO-100 comme étant un complément idéal du trafic FM local en VHF-UHF.
Mâts et pylônes pour antennes
Pour les grandes beams HF et les gros groupements d'antennes, seul un pylône solide sera envisageable. C'est clairement le cas du scénario A. Les pylônes sont fabriqués à partir d'acier galvanisé ou d'aluminium. Un bloc de béton est forcément nécessaire dans le cas où vous envisagez l'installation d'un pylône de ce genre, et dans le cas où votre édifice dépasserait 10m de hauteur, vous devrez également déposer une "Demande de Travaux" auprès de la mairie de votre commune.
Les mâts télescopiques en acier ou en aluminium haubanés, sont parfaitement adaptés aux yagis VHF-UHF ainsi qu'aux petites beams HF, ce qui en fait choix idéal pour les OM et YL qui sont dans les cas de figures (scénarios) B et C. Les mâts télescopiques en fibre de verre sont principalement destinés à des utilisations en portable et ils ne pourront supporter que les antennes VHF-UHF les plus légères comme les beams HB9CV ou les Log-Périodiques. En outre, ils conviennent parfaitement à l'installation stationnaire provisoire d'antennes filaires horizontales et verticales lors de journées de trafic en /Portable.
Rotors d'antennes
L'emploi d'un rotor d'antenne est surtout envisageable pour les propriétaires de maisons individuelles, ce qui correspondra au scénario A. Mais cela sera plus rarement le cas à partir d'un appartement à l'étage, situé dans un immeuble collectif (scénario B). A l'exception des spécialistes/passionnés des bandes VHF/UHF, un rotor est rarement utilisé lors du trafic en mode /Portable (scénario C), car dans ce cas, l'antenne et le mât tubulaire peuvent être tournés à la main.
Pour tourner de grandes beams HF, des antennes directionnelles VHF-UHF, ou encore des gros groupements d'antennes, il faudra envisager des rotors d'antenne lourds et puissants, avec un palier supérieur de haute qualité. Le mécanisme devra pouvoir supporter à la fois la charge verticale de l'antenne (ou des antennes), y compris le tube de flèche, ainsi que les forces latérales qui seront dues au vent. Seules quelques petites antennes VHF avec peu d'éléments sur un boom court peuvent être tournées avec un petit rotor bon marché, sans palier supérieur, notamment si elles sont installées sur un tube court.
Le guide de construction d'antennes se poursuit ! Fin mars/début avril, nous continuerons avec les thèmes 'Antennes filaires, fonctionnement portable, aspects juridiques et construction personnelle'. L'article sera complété par une liste de sites web et de livres sur le thème de la construction d'antennes.
