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DIY Stores 23cm 10 Elements Yagi-Uda Antenna
Par J-P. Quintin f6evt
Voyages et vagabondages sur Internet permettent bien souvent de découvrir des descriptions
intéressantes même si parfois l’article ne semble pas à la hauteur de ce que l’on pourrait en
attendre. Je ne voudrais pas jeter la pierre ; il y a du mérite a publier ses propres expériences.
Je suis tombé récemment sur le site de PA4DAN et tout particulièrement sur son imitation de
la fameuse 23 éléments 1296 MHz F9FT. J’ai trouvé le système mécanique assez intelligent
bien que la fixation du Folded Dipôle reste un peu, disons « rustique ».
http://pa4dan.nl/ham/homebrew/23cm_beam/index.html
J’ai donc repris à mon compte l’idée du tube PVC de 20mm comme boom principal, les
colonnettes et le boom secondaire en carre d’aluminium de 15x15mm. J’ai uniquement
imaginé des clips permettant au boom primaire d’être amovible ou interchangeable. Toutes les
pièces mécaniques sont disponibles en rayon des magasins de bricolage.
Afin de vérifier si les calculs effectués avec un logiciel du type « EZNEC » étaient fiables
avec l’utilisation d’un boom en PVC j’ai imagine une petite antenne de test de seulement 10
éléments ; voici la description du prototype.
http://www.eznec.com/
Travels and wanderings on the WEB often can discover interesting descriptions even if
sometimes the item does not seem to match what we could expect. I would not criticize there is
a merit to publish his own experiences. I recently came across the site PA4DAN especially his
imitation of the famous 23 elements F9FT 1296 MHz. I found pretty smart although fixing the
folded dipole is a little mechanical system say "rustic “.
http://pa4dan.nl/ham/homebrew/23cm_beam/index.html
So I returned to my account the idea of PVC tube 20mm main boom, the columns and the
secondary boom in aluminium 15x15mm square. I only imagine clips allowing the primary to
be removable or interchangeable boom. All mechanical parts are available in range of DIY
stores.
To check if the calculations performed with software like “EZNEC " were reliable with the
use of a PVC boom I imagine a small antenna testing of 10 elements only; here is a
description of the prototype.
http://www.eznec.com/
---0000---
Première Antenne
-Comme PA4DAN j’utilisais du fil électrique cuivre de diamètre 2.5mm enrobe de sa gaine
isolante PVC pour plus de rigidité mécanique pensai-je. Le dipôle est fait de 2 brins de cuivre
de 2.5mm dépourvus de sa gaine PVC. Aucun Balun n’a été réalisé pour les testes
Une brève mesure au VNA m’indiquait une désadaptation complète et des fréquences de
résonance en dehors des simulations du logiciel.
Antenna 10 Elements 1296 MHz
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par JP Quintin F6EVT
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First Antenna
-As PA4DAN I used the copper wire 2.5mm diameter coated its insulation PVC for
mechanical rigidity I thought.. The dipole is made of two copper strands 2.5mm without its
PVC sheath. No Balun has been made for the test
A brief measurement in the VNA showed me a complete mismatch and resonant frequencies
outside simulation software.
Deuxième Antenne
-Fort de cette malheureuse expérience je décidais de construire une seconde antenne en
utilisant uniquement les brins de cuivre dépourvus de leur gaine PVC.
Les résultats étaient de suite au rendez-vous et seul un petit réglage du dipôle et du premier
directeur furent nécessaires pour obtenir une excellente adaptation. Les réglages s’avérèrent
cependant assez pointus vu que le radiateur sa promiscuité avec le Directeur1. Ma démarche
alors fut de construire une troisième antenne ayant un radiateur trombone (Folded Dipôle)
muni de son Balun 1:4 en coaxial rigide de 3.5mm de diam.(UT141) Le radiateur était alors
rendu mobile sur l’axe du boom permettant ainsi une adaptation parfaite.
Second Antenna
-With this unfortunate experience I decided to build a second antenna using only the copper
strands without their PVC protection.
The results were due to go and only a small adjustment of the dipole and the first director was
required to obtain an excellent adaptation. Settings, however, proved quite sharp because the
radiator promiscuity with Directeur1. My approach then was to build a third antenna having
a trombone radiator (Folded Dipole) with its 1:4 Balun rigid coaxial 3.5mm diameter (UT
141). The radiator was then made movable along the axis of the boom allowing perfect
adaptation
Troisième Antenne
-Ma démarche fut alors de construire une troisième antenne ayant un radiateur trombone
(Folded Dipôle) muni de son Balun 1:4 en coaxial rigide de 3.5mm de diam. C’est le système
bien connu utilisé par DJ9BV. Le radiateur a été rendu mobile sur l’axe du boom permettant
ainsi une adaptation parfaite de l’impédance et une bonne rigidité mécanique.
Third Antenna
-My approach then was to build a third antenna having a trombone radiator (Folded Dipole)
with its 1:4 Balun rigid coaxial 3.5mm diameter. This is the well known system uses by
DJ9BV. The radiator was made movable along the axis of the boom allowing a perfect
impedance matching and good mechanical rigidity.
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Modélisation de l’antenne 10 éléments 1296 MHz
J’ai recalculé une antenne du genre DJ9BV pour des éléments réalisés en fil de cuivre de
2.5mm de diamètre. Comme il est dit plu haut le fil électrique sera préalablement débarrassé
de sa gaine isolante. C’est très important sinon votre antenne ne fonctionnera pas ou tout
au moins pas correctement!
Voici la table des dimensions donnée par le logiciel EZNEC pour une impédance de 50 Ohms.
Modélisation of the antenna 10 elements 1296 MHz
I recalculated an antenna DJ9BV type for elements made of copper wire 2.5mm in diameter.
As mentioned higher up the wire will first be stripped of its insulation. This is very important
if your antenna does not work or at least not correctly!
Here is the table of dimensions given by the software EZNEC for an impedance of 50 Ohms.
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Les diagrammes de rayonnement sont immédiatement calculés.
The radiation patterns are immediately calculated.
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Ainsi que la courbe VSWR
And the VSWR curve
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Le fichier créé par “EZNEC” étant un fichier .NEC il est parfaitement compatible avec le
logiciel gratuit 4NEC2. Les courbes obtenues ont un meilleur graphisme et plus complète
entre autres les courbes d’impédance…
The file created by "EZNEC" is a .NEC file it is perfectly compatible with free software
4NEC2. The curves obtained have better graphics and more comprehensive among other
impedance curves...
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Construction de l’Antenne
L’antenne est constituée :
- d’un Boom en PVC tube électrique de Diamètre 20mm L= 54mm
- d’un Support de Boom aluminium carré de 15x15mm L= 44mm
- de 2 colonnettes PVC L = 50mm Diamètre 12mm surmontées de 2 Clips fixation tube
électrique
- D’éléments coupés aux bonnes dimensions en fil électrique dépourvu de sa gaine de
diamètre 2.5mm monobrin.
L’antenne est ensuite bloquée par 2 vis Parker pour éviter sa rotation. Le support est ainsi
rendu universel pour permettre d’accueillir d’autres prototypes
- D’un Folded Dipôle maintenu par un clip et un morceau de Copper Clad où la prise
coaxiale est montée. Un balun en coaxial rigide est soudé au raz de la prise.
- Les 10 éléments Ref, Rad, Dir sont, soit maintenu dans le boom par pression
mécanique (trous légèrement plus petits) , par du fil de frette ou colliers plastiques (tirap).
Construction of the antenna
The antenna consists of:
- A Boom in PVC (electrical tube) diameter 20mm L = 54mm
- Support of Boom aluminum square 15x15mm L = 44mm
- 2 columns PVC L = 50mm Diameter 12mm topped with 2 Clips mounted electric tube
- To cut pieces to size electrical wire without its sheath 2.5mm diameter monofilament.
The antenna is then blocked by 2 self-tapping screws to prevent rotation. The support is thus
made universal to help accommodate other prototypes
- A Folded Dipole held by a clip and a piece of Copper clad where the coaxial connector
is mounted. A rigid coaxial balun is soldering flush with the outlet.
- The 10 elements Ref, Rad, Dir are either held in the boom by mechanical pressure
(slightly smaller holes), wrapping wire or plastic clamp.
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Mesure d’impédance et adaptation de l’Antenne
Le plus difficile fût sans nul doute de trouver les bonnes dimensions du Dipôle replié.
Après trois tentatives la bonne mesure fût trouvée.
L’adaptation presque parfaite est possible en jouant très légèrement sur le premier directeur
par légère torsion afin de rapprocher ou éloigner celui-ci du Radiateur.
Impedance measurement and adjustment of the antenna
The most difficult was undoubtedly to find the right size of folded dipole.
After three attempts good measure was found.
The almost perfect adaptation is possible playing slightly on the first director by slight twist
away or closer to one of the radiator.
UT141A semi-rigid Coax used for Balun
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L’adaptation de cette version d’antenne 50Ω est assez délicate à régler car le premier directeur
se trouve alors très prêt du radiateur. On observe ce phénomène surtout avec le VNA et
l’adaptation passe très rapidement de -20dB a -30dB en bougeant le premier directeur. Quoi
qu’il en soit le radiateur doit être fixé mécaniquement de façon rigide. Le résultat final est à la
hauteur de mes espérances. On obtient pratiquement les résultats donnés par modélisation.
The adaptation of this version 50Ω antenna is quite difficult to tune because of the first
director who is then very close from radiator. This phenomenon is particularly apparent with
the VNA and adaptation happens very quickly from-30dB to 20dB by moving the first director.
Anyway radiator must be mechanically fixed rigidly. The end result is up to my expectations.
We obtained substantially by Modélisation the results given.
Mesure de l’antenne avec un VNA HP8753A
Antenna measurement with HP8473A VNA
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Courbe VSWR antenne 10 éléments 23 cm
VSWR curve 10 elements 23cm Antenna
Modélisation: Bw at 1.5 SWR 1291 MHz-1300MHz
Measurement: Bw at 1.5 SWR 1287 MHz-1302MHz
Min SWR 1.03
Min SWR 1.05
Le prix de revient d’une telle antenne est de l’ordre de 15 à 20€.
The cost of such an antenna is about 15 to 20 €
Fait à Villecresnes le 24/01/20
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Notes:
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