QFH

QFH - Quadrifilar Helicoidal Antenna - 137 MHz Retour accueil

L'antenne QFH (Quadri Filaire Hélicoïdale) est constituée de deux loops verticales à angle droit, accordées sur deux fréquences légèrement différentes et disposées en hélice 1/4 de tour.

Correctement réalisée, elle permet une réception en polarisation circulaire droite à tous les angles et donc une réception optimale d'un satellite de l'horizon jusqu'au zénith et inversement.

Le modèle adopté est celui de Bill Sykes - G0HPO et Bob Cobey - G2HCG (Rig magazine 1997), basé sur une conception originale de la Nasa et re-travaillé par modélisation et prototypage.

Pour conserver toutes ses qualités à l'antenne, la réalisation doit respecter scrupuleusement les côtes et dimensions préconisées.

La Qfh présentée ici est destinée à la réception des satellites météo défilants qui émettent dans la bande des 137 MHz (Noaa, Météor).

Les satellites Noaa sont à une altitude d'environ 800 à 1000 kms et seront éloignés au maximum d'environ 3000 kms de l'antenne.

Le matériel

- 1 tube PVC diamètre 32 mm, 1m,

- tube cuivre écroui diamètre 8 mm (6 x 8 mm), 2 barres de 1m,

- tube cuivre recuit diamètre 8 mm (6 x 8 mm), couronne de 4m (difficile à approvisionner voir sanitaire express),

- 8 coudes cuivres 8mm,

- câble coaxial, fiche coaxiale (PL59, F, N ...)

- bouchon pour l'étanchéité (bouchon de spray)

Perçage du tube Pvc

Haut

Découper une bande de papier de largeur d'environ 5 cm. Enrouler la bande de papier autour du tuyau Pvc, couper la bande à l'endroit du recouvrement. Dérouler et tracer une ligne au centre de la bande. Diviser la bande en 4 (3 points + joint de recouvrement). Les trois points et le joint de recouvrement constituent les quatre trous à percer. Les trous seront situés à 2,5 cm du haut du tube. Le perçage devra être suffisamment éloigné du haut du tube pour garantir la solidité de l'ensemble et suffisamment proche pour permettre l'intervention par le haut du tube (connexion du câble coaxial).

Bas

Découper une bande de papier de largeur d'environ 5 cm. Enrouler la bande de papier autour du tuyau Pvc, couper la bande à l'endroit du recouvrement. tracer deux lignes parallèles éloignées d'exactement 24 mm. Diviser la bande en 4 et tracer les 4 points en alternance sur les deux lignes. Les trous des deux lignes seront décalés de 90°.

Aligner les trous sur le tuyau de Pvc : poser le tuyau sur un support plan, calé contre une paroi verticale. Poser le crayon à plat sur la surface horizontale devant le tuyau et tracer.

Coller les deux bandes de papier autour des tubes en alignant les trous et en respectant la distance de 560 mm entre les trous du haut et la rangée de trous du bas. Percer.

Découpe des tubes

- Petite loop : 2 x 758 mm ; 2 x 178 mm ; 1 x 356 mm

- Grande Loop : 2 x 812 mm ; 2 x 182 mm ; 1 x 374 mm

Cintrage des tubes

Former les boucles à l'aide de gabarits en carton.

Fabrication des gabarits :

- Grande boucle :

Longueur de la 1/2 grande boucle : 812 mm. 812 = 1/2 C (circonférence).

C = 812 x 2 = 1624 mm.

R = C/2Pi = 258,47 mm

Tracer un demi-cercle de 258,47 mm de rayon, deux crayons attachés par une cordelette faisant office de compas.

- Petite boucle :

Longueur de la 1/2 petite boucle : 758 mm. 758 = 1/2 C (circonférence).

C = 758 x 2 = 1516 mm.

R = C/2Pi = 241,27 mm

Tracer un demi-cercle de 241,27 mm de rayon, deux crayons attachés par une cordelette faisant office de compas.

Former les boucles à la main, à l'aide des gabarits.

Assemblage et brasage

* Avant assemblage, étamer les extrémités des tubes de cuivres horizontaux avec graisse décapante et brasure si le coaxial doit être raccordé par soudure.

Assembler les différents éléments en vrillant et allongeant les boucles pour les ajuster aux tubes horizontaux. L'ajustage se fait "à l'oeil". Vue du haut, l'hélice "tourne" dans le sens opposé aux aiguilles d'une montre. Les éléments "horizontaux" supérieurs de la grande boucle seront légèrement obliques afin de permettre l'assemblage. Emboîter les tubes dans les coudes. Nettoyer les parties à braser. Enduire de graisse décapante et braser. Le tuyau Pvc pourra être protégé de la chaleur par un chiffon humide. S'assurer que la soudure pénètre bien dans les raccords et assure un bon contact électrique. Les parties horizontales seront maintenues en place, afin d'éviter qu'elle ne coulissent dans le tuyau Pvc, avec de la colle chaude.

Connexion du cable coaxial

Le coaxial peut être relié par soudure (fer de 100 W), à l'aide de vis, rivets ...

Si le coaxial est relié par soudure, penser à l'étamage des tubes avant assemblage *.

Le coaxial est à relier suivant le shéma ci-contre. Les tubes sont reliés par des morceaux de fil de cuivre soudés.

Balun

Le balun est constitué de 4 tours de câble coaxial bobiné autour du tube Pvc. Faire un essai à blanc afin de déterminer la distance entre les deux trous à percer. Le câble coaxial descend par le tube Pvc.

L'antenne QFH est fermée (en court circuit électrique). En cas d'utilisation avec un récepteur avec bias tee, sans préamplificateur, il est important de couper l'alimentation via le coaxial sous peine de détérioration du récepteur.

L'antenne peut être reliée à un préamplificateur HF type LNA4ALL , ou mieux un préampli accordé, surtout si la longueur de câble coaxial est conséquente.