Les antennes à ondes courtes doivent respecter les lois de la physique, tout comme les antennes VHF/UHF. Dans les deux gammes de fréquences, une antenne Yagi à 3 éléments ne peut offrir qu’un gain d’environ 6,8 dBd (8,95 dBi). De plus, dans ce cas, la longueur de la perche doit être supérieure à 0,4 λ.
Contrairement aux antennes VHF/UHF, les antennes à ondes courtes ne peuvent généralement pas être installées à des hauteurs multiples de la longueur d’onde utilisée. Par conséquent, des paramètres importants comme l’angle d’élévation ou l’impédance d’adaptation dépendent de la hauteur de l’antenne. Les corrections nécessaires augmentent avec l’utilisation d’antennes multibandes ou mini-antennes avec pièges ou charges capacitives. Un syntoniseur d’antenne intégré ne résout pas le problème : les pertes supplémentaires dues à un ROS élevé sur les lignes de transmission coaxiales peuvent devenir considérables.
Une efficacité bien plus grande sera obtenue en appliquant strictement le principe éprouvé antenne-ligne d’alimentation ouverte- syntoniseur comme unité résonante. La perte des pièges, des bobines de charge et des charges capacitives sera éliminée, et la bande passante réduite de l’antenne ne sera plus un problème. Dès les années 60, une antenne à deux éléments pour 10, 15 et 20 mètres, baptisée Maria Maluca, est apparue en Amérique du Sud.
Ce petit faisceau alimenté par une ligne ruban VHF est composé d’un dipôle de 15 m et d’un directeur réglé pour la bande des 10 m.
Le gain est détectable sur les deux bandes, tandis qu’à 20 m, l’antenne atteint les performances d’un dipôle rotatif. Avec une longueur de feeder de 11,7 m ou 18,5 m, un ROS raisonnable peut être obtenu sur ces bandes. Cela convenait parfaitement aux émetteurs équipés d’un filtre Pi en phase finale.
Optimiser cette ancienne conception d’antenne à l’aide d’un logiciel moderne basé sur NEC a été un défi. Le résultat a été une version 6 bandes de 20 m à 6 m aux dimensions raisonnables. L’objectif principal de la conception était d’obtenir un bon gain et une gestion aisée des impédances sur toutes les bandes. Les données fournies par ce petit faisceau multibande, d’un rayon de rotation de 3,9 m, étaient vraiment impressionnantes :

Sur la bande de 6 à 12 m, le rapport F/B est négatif, car le directeur agit comme réflecteur du dipôle étendu. Un retournement de 180° est donc nécessaire. Ce léger défaut sera surcompensé par les autres données.
La construction de l’antenne est assez simple : la perche en aluminium de 40 x 40 mm présente deux trous de 20 mm à chaque extrémité, espacés de 1,46 m, pour le passage des éléments. Ces éléments sont constitués de tubes en aluminium de différents diamètres s’emboîtant les uns dans les autres. Les extrémités extérieures sont fendues et, avec des colliers de serrage en acier inoxydable, assurent une excellente connexion. Les plus perfectionnistes peuvent utiliser une vis autotaraudeuse supplémentaire. Cette méthode est avantageuse si l’antenne est fréquemment montée et démontée.

Une tige en polyamide renforcé de fibre de verre robuste assure une excellente séparation électrique du radiateur ainsi qu’une grande résistance à la flexion.
La fixation facile de la tige à l’aide d’une vis et d’un écrou M8 est illustrée à la figure 1.
Les tuyaux du radiateur sont également fixés à la tige à l’aide de colliers de serrage, à une distance de 15 mm de la flèche.
Ces colliers peuvent également servir de borne de raccordement à la ligne de transmission. L’impédance de cette ligne n’est pas critique. 300 et 450 ohms conviennent.
La ligne « wireman » CQ 552 de 450 ohms a fait ses preuves : faibles pertes jusqu’à 1 kW de puissance et grande fiabilité mécanique et électrique dans des conditions météorologiques défavorables.

Fondamentalement, la longueur de la ligne de transmission est déterminée par la distance antenne-cabine et n’est pas critique. En revanche, la ligne subit une transformation d’impédance en fonction de la longueur et de la fréquence. Dans tous les cas, certaines longueurs offrent un rapport de transformation si confortable que même les tuners embarqués sur les émetteurs-récepteurs peuvent gérer ces impédances. En formant les 2 derniers mètres de la ligne avec une bobine bifilaire, on obtient un balun large bande à faible perte au niveau du port du tuner. Pour une ligne de câblage CQ 552, la perte de transmission est de 0,02 dB à 50 MHz (!). Bien sûr, il est possible d’économiser le balun en utilisant un véritable tuner symétrique.
Fig. 2 Exemple de balun bobiné
Sur la bande des 20 m, ce balun garantit, avec une longueur effective d’environ 0,1 λ, une performance optimale avec une perte de seulement 0,01 dB. Par conséquent, n’utilisez pas de composants à ferrite. Deux sondes de courant ont été installées dans les deux jambes du câbleur pour vérifier l’équilibre. La symétrie de l’ensemble du système d’antenne était tout à fait suffisante. Veillez à ce que la distance par rapport aux pièces métalliques le long de la ligne soit d’au moins 15 à 20 cm.

La figure 3 montre la Maria Maluca sur le toit lors des tests. Au-dessus de ce faisceau intelligent, on peut voir une antenne Yagi à 13 éléments fonctionnant à 432 MHz. Les résultats sont convaincants. Comparé à une antenne verticale multibande à la même hauteur, le rapport signal/bruit est supérieur d’au moins 10 dB. La Maria Maluca capte également moins de bruit environnant. Le tuner est également efficace en réception et améliore considérablement la sélectivité de la réception.

Fig. 3 Maria Maluca « en direct »

Fig. 4 Diagramme vertical pour la bande des 15 m

Fig. 5 Structure de l’antenne

Le diagramme vertical typique illustre, à la figure 4, la qualification illimitée d’antenne DX. Sur la bande des 15 mètres, la Maria Maluca optimisée est équilibrée avec une antenne à 3 éléments. Faisceau standard, nécessitant une double longueur de perche pour un gain supplémentaire de 0,7 dB.
Cette petite antenne 6 bandes est également recommandée pour une utilisation portable et en expédition.
Pendant le transport, la plupart des tubes s’insèrent dans le tube de perche.
L’espace nécessaire est inférieur à celui d’une paire de skis
d’une longueur maximale de 1,50 m et d’un poids de 5,4 kg.
L’assemblage prend moins de 15 minutes,
si les longueurs de tubes obtenues ont été marquées au préalable (par exemple, couleur, ruban adhésif).
Les dimensions des différents tubes en aluminium sont présentées à la figure 5. La structure de l’antenne a été conçue en fonction des exigences mécaniques et de la disponibilité du matériel standard.
Des kits de matériel comprenant tout le matériel sont disponibles auprès de l’auteur, ingénieur diplômé Helmut Oeller, DC6NY