Fabriquer une antenne pour trafiquer sur les satellites défilants

Les satellites défilants sont en orbite basse (quelques centaines de kilomètres). Le plus célèbre n’est autre que la station spatiale internationale. Certains d’entre eux (dont l’ISS) embarquent des relais ou transpondeurs du service amateur. Trafiquer vers ceux-ci, à tout le moins les transpondeurs FM, n’est pas très technique et nécessite que peu de matériel :

  • un émetteur/récepteur qui peut fonctionner en cross-band (émettre en VHF/recevoir en UHF ou l’inverse). La plupart des pockets feront l’affaire.
  • une antenne VHF/UHF facile à orienter.

La difficulté sera d’anticiper le passage du satellite et être prêt à l’instant T, car ça ne durera pas plus de 10 à 15 minutes.

Il existe probablement une multitude d’antennes double bande. Je me suis intéressé à un modèle qui se tient à la main. Cette approche présente sûrement pleins d’inconvénients. Mais elle dispense d’envisager un support qu’il faudrait motoriser et asservir pour assurer le suivi des trajectoires. C’est donc une pratique plutôt QRP et peu onéreuse qui m’a motivé.

Le modèle qui m’a largement inspiré est le modèle 146/437-10-BP fabriqué par l’entreprise Arrow Antennas. Elle est constitué de 2 antennes directives 3 éléments (VHF) et 7 éléments (UHF) sur des plans orthogonaux. Son encombrement est modeste. Une fois démontée, son encombrement est minimal (BP veut dire « backpack »). Son poids dépendra des composants utilisés pour la construction, mais ça reste raisonnable. Enfin, un petit diplexeur est proposé en option. Là aussi, la notice propose le typon et la liste des composants. Cela fera peut-être l’objet d’un futur projet commun au radio-club de l’ARA35.

La notice fournit toutes les dimensions des pièces, ce qui permet d’en réaliser une soi-même. Elle n’indique pas de mention de copyright. La conception n’est peut-être pas non plus faite par cette entreprise car leur slogan est « We don’t invent antennas, we just build them better. » A chacun d’utiliser ces informations publiques et de s’en inspirer pour ses propres réalisations.

Voici donc quelques mots pour décrire ma réalisation .

L’ossature principale est un tube alu carré de 16mm de côté, 1m de long. J’ai utilisé un tube de cuivre 14/12 de 8 à 10cm de long pour pouvoir couper le tube principal en 2 et réaliser l’assemblage comme décrit sur la notice. Dans sa forme ronde de départ, il ne rentre pas dans le tube carré. Il faut donc le façonner progressivement. J’ai pris soin qu’il rentre à force côté arrière, et un peu de jeu pour le tube avant. Cela permet à cette pièce de cuivre de rester à demeure sur un des morceaux du tube principal. Côté avant, le 1er directeur UHF doit traverser le tube de cuivre pour ainsi maintenir l’ensemble de l’ossature. Attention à l’ajustage pour qu’il n’y ait pas trop de jeu mais que ça reste démontable.

Pour les radiants de l’antenne, j’ai trouvé des descriptions d’autres réalisations qui avaient utilisé des tubes de flèches. Je n’ai pas su où m’en procurer. J’ai préféré des tubes alu 6/4mm d’1m qu’on trouve au rayon quincaillerie de grandes surfaces de bricolage. Je propose un plan de coupe plus bas pour optimiser la matière. Une fois coupés aux bonnes dimensions, j’ai taraudé un filetage de diamètre 5mm à une extrémité de chaque pièce. Cette étape est à réaliser avec soin. Le taraudage favorise la déformation de l’alu et peut aller jusqu’à détériorer le filetage. Ne pas hésiter à se faire la main sur des chutes. C’est probablement l’étape la plus longue de la fabrication.

A l’autre extrémité des tubes, j’ai installé des embouts plastiques pour éviter les blessures. On en trouve facilement sur des sites comme ebay.

Les demi-radiants sont reliés par de la tige filetée de 5mm qui traverse le tube principal. Pour chaque paire, j’ai mis une goutte de frein-filet sur un des deux tubes pour faciliter le vissage / dévissage. Il faut bien penser à percer le tube carré principal au diamètre 5mm (celui de la tige filetée) et non 6mm (celui des tubes), sinon, ils ne tiendront pas bien. (oui, j’ai fait l’erreur).

Pour réaliser les traverses des gamma match, j’ai utilisé un tube rectangulaire 12x10mm. J’ai fait 2 pièces de même longueur par gamma match (les petits côtés du rectangle). Les radiants traversent ces pièces par le côté 12mm. J’ai utilisé des vis de 3mm pour bloquer ces traverses sur les tubes (perçage et taraudage).

Gamma match VHF

Pour la traverse la plus éloignée du tube principal, à l’extrémité opposée au radiant, un même trou de 6mm + vis de serrage est fait pour le tube.

Traverse du gamma match éloignée du tube central

Pour l’autre traverse qui est le long du tube principal, j’ai réalisé un filetage de 8mm pour y visser une embase BNC femelle. Au niveau du soudage de l’âme de l’embase, j’ai réalisé un trou de 8mm sur les deux côté 12mm des traverses. D’un côté, l’âme du gamma match part vers le tube de réglage, de l’autre, ça permet d’accéder avec le fer pour réaliser la soudure.

Traverse du gamma match proche du tube central

En respectant les dimensions, je n’ai pas eu de soucis d’accord de l’antenne.

Pour un peu plus de confort, vous pouvez poser de la gaine de cintre de vélo à l’extrémité du tube principal par laquelle l’antenne sera tenue.

Sur la notice, il est rappelé de ne pas dépasser 10 W. L’antenne peut supporter 150 W mais il faudra alors qu’elle soit sur un support et non tenue à la main. Le modèle original dispose d’un taraudage au pas « kodak » (1/4 » UNC 20) pour la fixer sur un pied photo/vidéo.

Résumé des pièces :

  • un tube alu carré (16x16mm), 1m de long
  • 6 tubes alu ronds 6/4mm, 1m de long
  • tige filetée 5mm, au moins 50cm
  • un tube alu rectangulaire 10x12mm, il en faut 30cm
  • un tube cuivre rond 14/12mm, il en faut 10cm environ
  • 6 vis diamètre 3mm x longueur 8mm
  • 2 embases BNC femelle à visser
  • 20 embouts plastique 6mm
en mmUHFVHF
Directeur 5124,5
Directeur 4124,5
Directeur 3124,5
Directeur 2127,7
Directeur 1134433
Rayonnant152,5485
Réflecteur166513
Tube gamma match50,8177,8
Longueur des demi-tubes

en mmTotalCoupe 1Coupe 2Coupe 3Coupe 4Coupe 5Coupe 6Coupe 7
Tube 1952513433
Tube 2952513433
Tube 3976485485
Tube 4974,7166152,5134127,7124,5124,5124,5
Tube 5974,7166152,5134127,7124,5124,5124,5
Tube 6228,6177,850,8
Plan de coupe des tubes

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