Vous trouverez le détail des calculs de modélisation ici, ainsi que le fichier de définition de l'antenne (mmana) 

Elle est composée de trois éléments verticaux d'1/4 d’onde alignés dans un même plan; chaque élément vertical est espacé d'une longueur égale à une ½ onde de l'élément vertical suivant; l'extrémité supérieure de chaque élément vertical est reliée à la suivante par l'intermédiaire d'un conducteur d'une longueur égale à  ½ onde.

Les extrémités inférieures des éléments verticaux sont isolées de la terre. L'alimentation de l’antenne s'effectue au bas de l'élément vertical central.

Le fonctionnement théorique de cette antenne est décrit dans les références citées en fin d'article ainsi que dans les ouvrages cités dans le paragraphe précédent.  Cette antenne fait partie de la famille des phased array antennas ou antennes réseau à commande de phase (c.à.d un groupe d'antennes élémentaires alimentées avec des signaux dont la phase est ajustée de façon à obtenir le diagramme de rayonnement voulu): il existe suffisamment de littérature à ce sujet, les lecteurs friands de théorie s'y référeront.

Cette antenne délivre de meilleures performances lorsqu'elle est alimentée en tension (voir tableau 1), il sera relativement facile de l'alimenter par l'intermédiaire d'un circuit résonnant LC parallèle placé entre l’extrémité inférieure de l'élément vertical central et la terre.

A ce sujet, voir le tableau 1 ( Extrait du site de W4RNLhttp://w4rnl.net46.net/scvhv.html )

Tableau 1 : Performances en fonction du point d’alimentation.

 Les exigences de mise à la terre de l’antenne Bobtail sont beaucoup moins critiques que dans le cas des antennes verticales alimentées en courant (qui nécessitent de nombreuses radiales pour fonctionner correctement). Dans notre cas, les points de courant maximal se trouvent à la partie supérieure des éléments verticaux. Les courants dans les brins horizontaux des deux demi-ondes sont d’amplitude identique et sont opposés en  phase, ils s’annulent donc et seuls les éléments verticaux rayonnent.

Cette antenne est essentiellement utile pour la bande des 30 m et en-dessous. La bande des 30 m est une bande transitoire pour laquelle les antennes horizontales ou verticales conviennent aussi bien l'une que l'autre pour le DX. Érigée à une faible hauteur comprise entre 8 et 10 m (pour une antenne de la bande des 30 m), cette antenne simple fournit des performances en DX similaires à des antennes horizontales concurrentes de longueur bien plus importantes. La faible hauteur de cette antenne permet l'utilisation d’arbres comme point d’ancrage ou encore, de tubes métalliques haubanés (dont les extrémités inférieures seront isolées du sol) et qui pourront servir d’éléments rayonnants verticaux.

Mars 2014 : J'ai installé un plan de terre constitué de 16 radiales 1/4 d'onde disposées  à même le sol avec une  amélioration des performances qui se passe de tout commentaire !!!

J'ai utilisé les formules proposées dans le ARRL Antenna Book pour dimensionner l’antenne reprises à la figure 6.

Réalisation pratique:

Tableau 3 : Dimensions pratiques de l'antenne

Réalisation du circuit LC

La self est réalisée en fil Cu émaillé de 2mm de diamètre, j’ai utilisé un tuyau PVC de diamètre 50mm comme mandrin. N’étant pas matheux, j’ai utilisé un calculateur d’inductance sur Internet à l’adresse suivante: http://hamwaves.com/antennas/inductance.html.

J’ai utilisé les valeurs suivantes:

Ce qui donne une valeur théorique de 8,607 µH.

La mesure la valeur de la self ainsi réalisée avec mon analyseur MFJ-259, m’a réservé des surprises ! J’avais bien une inductance de +/- 8 µH mais à une fréquence de 3 MHz ! Lorsque que j’effectuais ma mesure aux environs de 10,200 MHz l’inductance était au-delà de 14 µH. J’ai donc recherché un point sur la self où mon analyseur me donnerait une valeur proche des 8 µH à 10,200 Mhz. Ne tenant pas à trop me compliquer la vie, j’ai trouvé un point situé à 14 spires - ce qui correspondait à une valeur de 7,15 µH. Dans les illustrations, le circuit résonne à 10,135 Mhz avec une valeur du condensateur de 53 pF.

 Dans le montage final en extérieur, le condensateur variable utilisé pour les mesures a été remplacé par un condensateur en câble coaxial RG-58 et l’accord du circuit LC a été retouché à 10,125 MHz. Mon analyseur d'antenne MFJ-259 s'est avéré un instrument extrêmement utile tout au long de ce projet.

Mise au point et réglages.

Commencer par mesurer la résonnance de l’antenne (ne pas insérer le circuit LC) - j’ai utilisé un grid-dip car  il me permettait un couplage plus ‘serré’ que mon MFJ - ajuster la longueur des éléments verticaux pour une résonance à 10,125 MHz (ne pas oublier de réajuster les parties horizontales en proportion) ; c’est la ‘partie de plaisir’ acrobatique et physique… monter… placer le dip-mètre (sans se casser la figure) et mesurer, descendre, retoucher, remonter, remesurer, etc. J’ai raccourci progressivement les éléments verticaux d’une petite vingtaine de cm.

J’ai utilisé un tuyau galvanisé de 1,5 m comme piquet de terre que j’ai enfoncé jusqu’à une profondeur de 1,2 m ; j’y ai raccordé électriquement une pièce de clôture de 1,8 m X  3 m disposée à même le sol en tant que ‘contrepoids‘ à la suite de quoi  j’ai revérifié une dernière fois l’accord de l’antenne (pas de différence). 

 J’ai utilisé du tube PVC Ø50 mm lesté à une des extrémités en tant qu'isolateur d'une part et de l’autre comme système de maintien des éléments verticaux (figure 10). J'ai utilisé des plaquettes en plexi de 6mm pour isoler les extrémités des éléments horizontaux (voir figure1).

J’ai ensuite raccordé le circuit LC entre l’antenne et sa terre. L’emplacement de la prise du coaxial d’alimentation se fait en recherchant l’emplacement qui donnera le ROS le plus bas. Il faut de la patience car il est rare qu’on trouve le bon endroit du premier coup ! Mes efforts ont été récompensés à 2,5 spires à partir de la base de la self par un ROS de 1,1 à 10,125 MHz.

J’ai ensuite protégé la self, la capacité coaxiale et les raccords en plaçant le tout  dans un récipient en plastique. J’ai également inséré un système de protection contre les surcharges induites par la foudre en série dans le câble coaxial et je l’ai raccordé électriquement au piquet de terre.

 Relevés du ROS:

Les valeurs de ROS ont été mesurées au pied de l’antenne et sont reprises dans la courbe du tableau 4. Les valeurs mesurées à l‘entrée de l’émetteur sont identiques.

Les résultats en pratique: