LES ANTENNES MULTIBANDES KELEMEN par HB9HFL Giovanni Converso

HB9HFL


Introduction

J’ai découvert ces antennes à la foire "HAM RADIO" de Friedrichshafen, il y a déjà quelques années.

Je m’en souviens très bien, le stand des antennes Kelemen était discret et simple, à l’image de cette entreprise artisanale fondée et dirigée par M. Gustav Kelemen.

Je m’approchai timidement du stand et voilà que M. Kelemen, fin commerçant, me harponna en me montrant une des antennes qui étaient exposées. Il s’agissait d’un dipôle multibande qui couvrait les 5 bandes "classiques" (10, 15, 20, 40 et 80m), qui ne mesurait que 22 m de longueur et dont le "balun" et les trappes étaient très compacts et de conception assez originale (voir fig. 1 et 2).

Il y avait, bien sûr, plusieurs autres modèles exposés; un dipôle 3 bandes (40, 80 et 160m), qui mesurait 52m de longueur, un autre dipôle 2 bandes (40 et 80m) qui faisait 30m de long et toutes sortes d’autres dipôles multibandes ayant des configurations et des combinaisons différentes. M. Kelemen me montra, tout fier, la liste complète de ses produits qui comptait une quarantaine d’antennes (dipôles multibandes raccourcis, dipôles monobandes "full size", Windoms, W3DZZ, etc...) et une dizaine de "baluns" ayant toutes sortes de dimensions et de rapports d'impédances.

Je fus tout de suite séduit par le dipôle 5 bandes raccourci qui, avec ses 22m de longueur totale, pouvait tout juste être installé chez moi. De plus, je fus intéressé et intrigué par la conception et la fabrication originale de cette antenne construite artisanalement et qui changeait totalement par rapport à ce que j’avais l’habitude de voir.

En effet, le "balun" (voir Fig. 1) est monté dans un petit boîtier cylindrique étanche de Makrolon (Polycarbonate transparent résistant aux rayons UV et à l’ozone). La prise SO-239 du câble coaxial 50 Ohm est fixée à la base de ce petit boîtier. (Sur la fig. 1 on ne voit pas cette prise car elle est protégée par une couche de bande isolante).

Ce petit "balun" peut supporter une puissance de 750W (SSB/PEP) ou de 400W (CW). C’est vraiment étonnant!

Les trappes sont aussi très petites (voir fig. 2 ). Les capacités et les inductivités de filtrage sont réalisées grâce à l’utilisation d’une petite bobine de câble coaxial de faible diamètre (2,5mm). La capacité de ce petit câble coaxial est d’environ 100 pF/m. Les extrémités de cette bobine sont coulées dans une pièce de Makrolon en forme de parallélépipède (voir fig. 2). Ce dispositif est compact, parfaitement étanche et peu sensible à l’humidité à la température et aux précipitations atmosphériques.

Le T.O.S. (Taux d’ondes stationnaires) est donc pratiquement indépendant des caprices de la météo (ce qui n’est pas le cas de la plupart des dipôles à trappes traditionnels...).

J’étais tout de même un peu sceptique quant à la solidité de ce système. Un dipôle d’une longueur de 22 m, tendu horizontalement avec quelques mètres de câble coaxial connectés au "balun", soumet ce dernier et les trappes à des tensions importantes pouvant créer de sérieux problèmes. M. Kelemen m’affirma que ce type d’antenne, grâce à ses faibles dimensions et à son poids réduit, était souvent utilisé lors d’expéditions "DX" dans des conditions difficiles avec d’excellents résultats... Bref, ce fut le "coup de foudre" et je décidai de l’acheter.


Fig.1 Balun


Fig.2 Trappe  


Installation

Au retour de Friedrichshafen , ce dipôle fut installé assez rapidement dans mon jardin et cela fait déjà 4 ans qu’il me donne entière satisfaction sur toutes les bandes.

Ce dipôle est calculé et optimisé par la maison Kelemen pour être installé horizontalement à environ 10 m/sol dans un environnement libre (les murs, les objets métalliques, les arbres et la configuration de l’environnement proche, peuvent modifier ses caractéristiques et diminuer son rendement). On peut, bien évidemment, installer ce dipôle en "V inversé", en "Sloper", en "Z" etc., mais dans ces cas, il faudra, afin d’obtenir les fréquences de résonance désirées et réduire le T.O.S., modifier la longueur du dipôle à l’aide de petites boucles métalliques prévues à cet effet et qui se vissent sur le câble d’antenne (ce système permet aussi de réduire les distances entre les trappes).

Dans mon cas, la mise au point fut assez rapide car le dipôle est tendu horizontalement à environ 8,5 m/sol dans un environnement relativement libre (conditions préconisées par le fabricant).

J’ai posé le dipôle sur deux petites poulies afin de le tendre facilement et aussi pour pouvoir le monter et le descendre rapidement si l’on désire changer les fréquences de résonance des différentes bandes.

La première fois que j’ai monté cette antenne avec les réglages d’usine, les fréquences de résonance des bandes des 10, 15, 20 et 40m étaient déjà parfaitement centrées pour le trafic en SSB (le mode de transmission qui m’intéresse le plus). Par contre, la fréquence de résonance de la bande des 80m était trop basse (environ 3,5 MHz). Ceci est normal car la longueur de ce type d’antenne avec les réglages d’usine doit être assez abondante afin de permettre une marge de réglage pour tous les lieux, les configurations et les hauteurs d’installation possibles.  

J’ai donc raccourci empiriquement les deux bras du dipôle d’environ 1 m; la fréquence de résonance est alors montée à 3’750 KHz. J’ai encore raccourci de quelques cm et je suis arrivé sur 3’785 Khz (fréquence centrale

de la partie "DX" de la bande des 80m), le T.O.S. était de 1.10; voilà que mon but était atteint. Depuis ce jour, je n’ai plus touché ce dipôle!

J’ai été tellement content du rendement de ce dipôle sur toutes les bandes que, l’année suivante, je suis retourné à la foire de Friedrichshafen pour acheter la version 3 bandes (40, 80 et 160m, avec une longueur totale de 52m). Cette antenne me permet de travailler la bande des 160m que je trouve intéressante car très peu fréquentée...

Le petit problème pratique que j’ai dû résoudre, c’est comment installer ce dipôle de 52m de longueur dans mon petit jardin... La solution s’est présentée en observant mon voisin (avec lequel j’ai d’excellents rapports...) transporter des objets encombrants à l’aide d’une vieille brouette presque centenaire. Du coup, je lui ai offert ma brouette presque neuve et ses yeux pétillèrent de joie!

Quelques jours après, je lui ai demandé si je pouvais survoler son terrain à environ 10 m/sol avec mon dipôle et l’accrocher à un poteau se trouvant à environ 60m de chez moi. Il me répondit: pas de problèmes!

J’ai disposé ce deuxième dipôle à environ 90 degrés par rapport à celui de 5 bandes. Grâce à cette configuration,

je peux utiliser, pour les bandes des 40 et 80m, les 4 lobes de rayonnement des dipôles et travailler ainsi dans toutes les directions. (Je commute les deux dipôles grâce à un relais coaxial installé sous le toit, ce qui me permet d’utiliser un seul câble coaxial pour la descente).

Lorsque le dipôle fût installé, j’ai demandé au voisin si cette drôle de bête le gênait; il me répondit que, de toutes façons, il avait la vue qui baissait et qu’il ne voyait pas (ou  presque pas) cette antenne... (Merci M. Kelemen!).

Le dipôle à 5 bandes et celui à 3 bandes, présentent un T.O.S. relativement bas. Les tableaux ci-dessous vous montrent les valeurs du T.O.S.  en fonction des différentes fréquences pour ces deux dipôles qui sont actuellement installés chez moi (voir photos des pages suivantes).


TEST DU DIPOLE KELEMEN 5 BANDES (DP - 8040201510)

Transceiver utilisé : FT-840 (Tension de service = 13.8V; alimentation stabilisée = 20 A max.)

Instruments de mesure utilisés : Wattmètre et T.O.S.-mètre intégrés dans le coupleur d’antennes MFJ-989C.

Conditions de mesure : Mode d’émission "CW"; puissance de sortie du transceiver = 10.0 W.  

Bande: 28 MHz

Fréq. [MHz] 28.000 28.250 28.500 28.750 29.000
T. O. S.  1.30 1.20 1.10 1.15 1.25

Bande: 21 MHz

Fréq. [MHz] 21.000 21.100 21.200 21.300 21.400
T. O. S. 1.75 1.55 1.35 1.50 1.70

Bande: 14 MHz

Fréq. [MHz] 14.000 14.100 14.200 14.300 14.400
T. O. S. 1.95 1.65 1.40 1.60 1.90

Bande: 7 MHz

Fréq. [MHz] 7.000 7.025  7.050 7.075 7.100
T. O. S. 1.75 1.30 1.15 1.35 1.80

Bande: 3.5MHz

Fréq. [MHz] 3.765 3.775 3.785 3.795 3.800
T. O. S. 1.45 1.15 1.10 1.20 1.50

Remarques

- Ce dipôle 5 bandes est tendu horizontalement à environ 8,5 m/sol dans un environnement relativement libre.

- Concernant la bande des 3.5 MHz, étant donné que la largeur de bande de ce dipôle pour cette fréquence est relativement étroite, j’ai choisi de l’accorder dans la partie réservée au trafic "DX".


TEST DU DIPOLE KELEMEN 3 BANDES (DP-1608040

Transceiver utilisé : FT840 (Tension de service = 13.8V; alimentation stabilisée = 20 A max.). 

Instruments de mesure utilisés : Wattmètre et T.O.S.-mètre intégrés dans le coupleur d’antennes MFJ-989C. 

Conditions de mesure : Mode d’émission "CW"; puissance de sortie du transceiver = 10.0 W.

Bande: 7 MHz 

Fréq. [MHz] 7.000 7.025  7.050 7.075 7.100
T. O. S. 1.35 1.20 1.10 1.25 1.40

Bande: 3.5MHz

Fréq. [MHz] 3.765 3.775 3.785 3.795 3.800
T. O. S. 1.35 1.10 1.05 1.15 1.30

Bande: 1.8 MHz

Fréq. [MHz] 1.830 1.835 1.840 1.845 1.850
T. O. S. 1.40 1.25 1.10 1.25 1.40

Remarques:

- Ce dipôle est tendu horizontalement à environ 9 m/sol dans un environnement libre.

- Concernant les bandes des 3.5 et 1.8 MHz, étant donné que les largeurs de bande du dipôle pour ces fréquences sont assez étroites, j’ai choisi, comme pour le dipôle 5 bandes, de l’accorder dans la partie réservée au trafic "DX".


Conclusions

Ces résultats peuvent être considérés comme satisfaisants si l’on tient compte qu’un dipôle multibande

raccourci  est un compromis et qu’il ne peut pas concurrencer avec un dipôle monobande "full size".

En effet ce dernier présente une longueur physique et un largeur de bande supérieures; il est calculé et optimisé pour une seule bande, il n’a pas de pertes dues aux trappes et présente donc (en principe) un T.O.S. inférieur.

Il est donc évident que le dipôle monobande a un rendement meilleur que le multibande... (Mais hélas, HB9HFL n’a pas à sa disposition un terrain de football pour installer toute la panoplie de dipôles monobandes "full size"... Il a donc dû, comme souvent dans la vie, se contenter de bons compromis!).

J’aimerais terminer cet petit article sur une réflexion personnelle: d’après ma modeste expérience, chaque station radioamateur devrait, dans la mesure du possible, être équipée d’un dipôle. En effet, ce dernier est une antenne robuste, fiable, simple à construire, qui fonctionne toujours bien (ou presque), s’accorde facilement, nécessite très peu d’entretien, présente un bon rendement aux distances courtes et un rendement satisfaisant aux distances moyenne et longues, il est économique et finalement relativement discret... Que demander de plus?

Pour les perfectionnistes, je me permettrais de conseiller d’installer, en plus d’un dipôle, une antenne verticale (équipée de radiants!) qui présente des caractéristiques complémentaires par rapport au dipôle... (Si les voisins trouvent que cette antenne gâche le paysage, un beau drapeau suisse placé en extrémité sera la solution!).

Mêmes pour les stations équipées d’antennes sophistiquées, volumineuses et onéreuses, le modeste dipôle et/ou la toute aussi modeste verticale, peuvent rendre de bons et loyaux services...

Quel dipôle choisir ? (Ou encore mieux : quel dipôle construire?). Je laisse au lecteur l’embarras du choix. Mais si ce petit article sans prétentions pouvait aider quelqu'un à choisir son antenne, l’effort fourni pour le rédiger n’aura pas était vain...

Je conclus en vous montrant quelques photos de ma modeste station suivie d’une petite description de mes antennes.


Photos des antennes utilisées par HB9HFL 



Description des antennes

  1. Antenne verticale 5 bandes (28, 21, 14 , 7 et 3,5 MHz), modèle 5BTV de HUSTLER , équipée de 8 radiants d’un quart d’onde par bande. Longueur totale des radiants: environ 300 m de fil ( fixé sur le sol et sur la barrière en bois). Longueur de l’antenne: 8m. Cette antenne est installée à 15 cm/sol. La puissance maximale utilisée est de 300W (SSB/PEP).
  2. Antenne verticale 2 bandes colinéaire pour les VHF et les UHF, modèle X-300 de DIAMOND.
    Cette antenne est installée à 10 m/sol et sa longueur est de 3m. La puissance maximale utilisée pour les VHF est de 200W (FM et SSB/PEP). Pour les UHF, la puissance maximale utilisée est de 100W (FM et SSB/PEP).
    Le gain de cette antenne est de 6,5 dB pour les VHF et de 9 dB pour les UHF.
  3. Antenne horizontale (omnidirectionnelle) pour les VHF, modèle BIG -WHELL de WIMO. Cette antenne est aussi utilisée pour la réception des satellites à orbite basse (environ 1000 Km) en mode A (VHF/HF). Cette antenne est installée à 7 m/sol. La puissance maximale utilisée est de 200W (FM et SSB/PEP). Le gain de cette antenne est de 3 dB.
  4. Antenne horizontale pour les VHF, directive et rotative, modèle A144-7 de CUSHCRAFT. Elle est composée de 7 éléments et installée à 10 m/sol. La longueur du "Boom" est de 2,5m. La puissance maximale utilisée est de 200W (SSB/PEP). Le gain de cette antenne est de 11 dB.
  5. Antenne horizontale pour les UHF, directive et rotative, modèle A430-11 de CUSHCRAFT. Elle est composée de 11 éléments et installée à 8,5 m/sol. La longueur du "Boom" est de 1.4m. La puissance maximale utilisée est de 100W (SSB/PEP). Le gain de cette antenne est de 13 dB.
  6. Antenne dipôle 5 bandes (28, 21, 14, 7 et 3,5 MHz ), modèle DP-8040201510 de KELEMEN (Longueur totale = 19.8 m , hauteur : 8m/sol). La puissance maximale utilisée est de 300W (SSB/PEP).
  7. Antenne dipôle 3 bandes (7, 3,5 et 1,8 MHz), modèle DP-1608040 de KELEMEN (Longueur totale = 52m , hauteur : 10 m/sol). Ce dipôle est disposé à 90 degrés par rapport au dipôle 5 bandes; ceci permet d’obtenir, pour les bandes des 7 et 3,5 MHz (en commutant les dipôles), un rayonnement dans toutes les directions (4 lobes). La puissance maximale utilisée est de 300W (SSB/PEP).
  8. Antenne dipôle "actif"  à large bande (0,2 à 120 MHz), modèle AD370 de DATONG. (Longueur totale: 3,8m). Cette antenne est utilisée uniquement pour la réception générale des O.C. et des O.U.C. (FM). 

Voici, pour les amateurs de statistiques, quelques chiffres concernant la station HB9HFL qui prouvent que même avec des moyens relativement modestes on peut contacter un certain nombre de pays:

Je souhaite à tous un bon " trafic " et de bons " DX "!

A bientôt sur les ondes....

 Giovanni, HB9HFL
 

P.S.: en ce qui concerne ce petit article, j’espère n’avoir pas été trop pédant en donnant des descriptions trop longues et/ou trop détaillées. Mon intention était d’être accessible à tous ceux qui ont peu de connaissances dans le vaste domaine des antennes...

Je me tiens volontiers à disposition pour toutes questions complémentaires.

Avry-sur-Matran, le 31.01.1998


Contest

Dernière modification : 22.02.2003