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Fabriquer sa propre antenne directionnelle mono-fréquence.

Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256

Bonjour à tous,

J'ouvre ce nouveau sujet de discussion pour faire partager mes essais à ceux qui rencontrent des difficultés pour "accrocher" le pylône qu'ils ont choisi de recevoir, et pas un autre pylône non souhaité mais plus proche ou plus puissant.
J'ai donc commencé par une étude théorique sur un rideau d'antennes à fabriquer soi-même, cette première étude est réalisée dans un fichier EXCEL qui est joint en annexe.
Ce fichier permet de modifier les paramètres de réception en choisissant la fréquence à recevoir, mais également en choisissant les paramètres physiques de construction de l'antenne pour cette fréquence.
Au fur et à mesure que ces paramètres sont modifiés, le graphique de réception est mis à jour avec ses lobes, il devient ainsi possible de choisir une configuration matérielle dans laquelle un pylône non souhaité pourra se retrouvé entre 2 lobes et ne plus être capté.
Les paramètres sont choisis à partir de l'onglet "Les lobes de réception", dans les cases en rose.
L'onglet "Dessin du panneau" montre le principe de construction du rideau d'antennes, pour l'instant ça reste très théorique, mais qui n'essaie rien n'a rien !!!
La représentation des lobes concerne une antenne sans son réflecteur arrière (panneau identique mais placé à 1/4 d'onde en arrière), je regarde pour compléter l'étude avec un réflecteur arrière, en principe la réception "avant" sera doublée et plus rien ne sera reçu par l'arrière de l'antenne (à vérifier ...).
Bernard22.

Réponses

  • MavrikMavrik Membre Messages: 1469
    7 boucles semble un très bon compromis, les side-lobes sont pas mal,
    on se retrouve pour le 2600 avec un faisceau de type parabole sans trop multiplier les éléments, avec une taille restreinte ce qui rend ce design très intéressant.

    Effectivement on est pas du tout dans le design d'une LPDA,
    cad une large bande avec une tres bonne directivité malgré tout et plutot simple de construction aussi.

    Rien reçu par l'arriere: si un relai est proche... le niveau reste suffisament haut si l'autre relai est vraiment loin, dans la pratique c'est pas si évident

    tu vises quel rapport AV/AR ?
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    Pour l'instant je suis toujours sur les calculs théoriques pour affiner la forme des lobes.
    Mon premier tableau n'est qu'un dégrossissage, les lobes devraient avoir un maximum plus faibles.
    Les calculs risquent de devenir lourds, je pense raisonnable de limiter le nombre de boucles à 9, ce qui fait quand même 18 antennes dans chaque rideau.
    A plus.
    Bernard22.
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    J'ai terminé l'étude pour la construction d'une antenne jusqu'à 11 boucles, mais sans réflecteur pour l'instant.
    La directivité est très bonne, malheureusement le fichier est trop volumineux pour passer sur le forum (16.000 Ko).
    Je continue maintenant l'étude avec un réflecteur placé à 1/4 d'onde à l'arrière de l'antenne.
    Bernard22.
  • MavrikMavrik Membre Messages: 1469
    et en zip ?
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    La version ZIP ne passe pas non plus.
    J'ai essayé avec les versions 11, 9 et 7 boucles, aucune ne passe, trop volumineux.
    J'ai donc passé la version 5 boucles, mais les lobes sont moins bons, il faut au moins 7 boucles, mais pour 9 et 11 boucles c'est nettement meilleur.
    Cet après-midi je regarde pour mettre la version 1 à 11 boucles à disposition sur un site FTP.
    A plus.
    Bernard22.
  • Gus_71Gus_71 Membre Messages: 1106
    Les formats office .xlsX, .docX, etc se compressent assez peu (comme la plupart des .PDF)
    @Bernard22, aurais-tu un lien à nous fournir, sur lequel on pourrait voir à quoi ressemblent ces antennes ?
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    Gus_71 a dit :

    @Bernard22, aurais-tu un lien à nous fournir, sur lequel on pourrait voir à quoi ressemblent ces antennes ?
    Bonjour Gus_71,
    Cet après-midi tu auras un contact possible pour charger ce fichier à condition de savoir accéder à un site FTP, certains ne font jamais cette manip.
    Comme c'est mon site FTP, je vais configurer une adresse pour le forum.
    Pour ceux qui ne souhaite pas accéder à un FTP, je vais publier sur le forum des fichiers .PDF et .JPEG montrant le principe de construction de ce genre d'antenne directive, ainsi que la forme des lobes. Tout ça reste théorique, mais je compte bien passer à la réalisation pour avoir la satisfaction de faire fonctionner une antenne vraiment directrice. De toute façon ça restera dans le domaine de "l'artisanat"... Mais du côté de l'ile d'Aix ça pourrait servir ...(Briard)
    A tout à l'heure.
    Bernard22.
  • MavrikMavrik Membre Messages: 1469
    Une LPDA c'est bien une directive large bande, idem pour une yagi, on est quand meme loin d'une omni, les panneaux sont aussi plutot directifs (les vrais), surtout a 2600.

    après tu cherches a serrer le faisceau au max comme une parabole (qu'on peut trouver dans le commerce pour pas chère) ou trouver des feeders pour en monter une.

    Pour le fichier tu peux aussi le mettre sur googledrive, etc... des herbergeurs gratuits de fichiers.
  • oga83oga83 Membre Messages: 1124
    Modifié (avril 2019)
    Si le browser le supporte, on peut aussi directement cliquer ici pour accéder au site ftp.
    Il suffit ensuite de cliquer sur le fichier :)


  • oga83oga83 Membre Messages: 1124
    Et bravo pour cette étude !
    On pourrait la réaliser avec 2 PCB, non ?
    (un peu grande pour un seul)
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    C'est parti !
    Ci-dessous la photo d'une des deux plaques support des 2 rideaux prête à être percée.
    Je suis parti de la combinaison à 11 boucles.
    Bernard22.
     

  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    Le premier fil est posé, il n'en reste plus que 7 à faire...

    La face avant de l'antenne de réception (avec les brins actifs):



    et sa face arrière (avec les brins neutres) :



    J'ai utilisé ce que j'avais sous la main :
    - fil cuivre de 12/10ème,
    - tube PVC diamètre 100mm déroulé à chaud pour faire les 2 plaques support (récepteur et réflecteur).
    Pour le fil, si l'antenne donne un résultat, j'aurai peut-être à le remplacer par un autre de diamètre plus faible pour obtenir une impédance antenne égale à 50 ohms, pour l'instant je ne sais pas calculer l'impédance de ce type d'antenne, ni la mesurer.
    Bernard22.

  • BriardBriard Membre Messages: 477
    @Bernard22 Je suis de près l'avancement des travaux ...
    Pour l’impédance, il y a un petit tableau là :
    Je n'y connais rien, mais si ça peut t'être utile ...

  • auctionauction Membre Messages: 44
    Salut , une antenne 816 MHz à faire sois-meme :


  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256

    Bonjour,

    Je rapporte le résultat de mes premières expérimentations pour améliorer la directivité d’une antenne.

    Je suis parti sur le principe d’un rideau d’antenne comme décrit dans les 2 pages suivantes (livre très ancien) :



    Pour faciliter la mise en forme du fil d’antenne, diamètre 2 mm, j’ai modifié ma première conception en adoptant la pose de pointes « tête d’homme » de 1.6 mm dans des perçages de la plaque à 1.5 mm. Cette disposition évitait les traversées de la plaque à chaque angle de l’antenne, le fil étant alors « enroulé » autour des pointes en restant du même côté de la plaque. J’ai construit 2 plaques, la première contenait l’antenne réceptrice, la deuxième placée en arrière à ¼ d’onde comme réflecteur.

    Pour le premier essai, j’ai configuré le routeur en antennes extérieures, réseau 4G uniquement, et j’ai forcé la fréquence à 2.600 MHz avec LTEInspecteur, fréquence de calcul de l’antenne. J’ai branché cette antenne sur la borne gauche du routeur, vu par l’arrière, et j’ai laissé la borne droite libre. Le routeur n’a pas fonctionné, j’ai alors déplacé l’antenne sur la borne droite, le routeur n’a toujours pas fonctionné. J’ai donc posé une oreille de lapin sur la borne droite et l’antenne sur la borne gauche, le routeur a enfin fonctionné.

    Pour cet essai le niveau du signal était très bas, RSRP à -120 dB, j’ai fait quand même un  relevé en tournant l’antenne, j’ai constaté que rien ne changeait ! Donc pas de directivité !

    Pour le deuxième essai, j’ai opté pour la séparation de l’antenne en 2 plaques  sans réflecteur, avec ainsi 2 antennes et 2 câbles vers le routeur, une première série d’essai a été faite avec les plaques posées à l’horizontal, donc pour une polarisation verticale du signal, et une deuxième série avec les plaques tournées à 45° en configuration MIMO.

    Plaques horizontales

     

    Plaques à 45°


    Résultat des mesures :

    Antennes montées en MIMO (+/- 45°)

    - à 2.600 MHz : RSRP moy = -119.71 ; DL max = 26.94 ; UL max = 3.16

    - à 1.800 MHz : RSRP moy = -101.57 ; DL max = 58.78 ; UL max = 14.53



    Antennes montées à l’horizontal

    - à 2.600 MHz : RSRP moy = -118.27 ; DL max = 32.44 ; UL max = 2.83

    - à 1.800 MHz : RSRP moy = -101.79 ; DL max = 54.48 ; UL max = 17.43



    Pour la directivité : il faut tourner l’antenne d’environ 60° à droite ou à gauche pour réussir à perdre 1 barre sur le routeur, autant dire que c’est un échec.

    Résumé :

    - Antennes extérieures : la notice du routeur ne précise pas s’il faut raccorder 2 antennes, et rien n’est dit sur la réception MIMO.

    - La fréquence de calcul de l’antenne expérimentale est 2.600 MHz, mais curieusement la réception est meilleure en 1.800 MHz, fréquence très éloignée de celle du calcul !

    - L’amélioration de la directivité n’est pas obtenue, alors que les lobes de cette antenne à 11 boucles donnaient une ouverture de +/- 11° à -20 dB.

    Conclusion : je relance le projet en adoptant la théorie développée par  Alexandre Boyer (fichier ZIP ci-joint), en particulier avec le modèle exposé en page 171. Reste à régler le choix du diamètre du fil constituant l’antenne, et la méthode pour accorder la ligne (de l’antenne jusqu’au routeur) pour obtenir un régime d’ondes stationnaires (circuit en résonnance à 2.600 MHz).

    Suite au prochain numéro …

    Bernard22

    PJ : Antennes transmission, version actualisée.

    PS : qui est le millième adhérent ??
  • Gus_71Gus_71 Membre Messages: 1106
    Modifié (avril 2019)
    @Bernard22 : L'antenne "guide d'ondes" citée ici https://routeur4g.fr/discussions/discussion/comment/8542/#Comment_8542 , ça ne te tente pas ?
    Pour toi, je pense qu'en 1/2 d'heure c'est fait, et testé dans l'heure suivante ! :);)
  • Bernard22Bernard22 Membre Messages: 256
    OUAI...
    Pour l'instant je continue sur le réseau d'antennes dipôles, si j'échoue on verra...
    Bernard22
  • anglophoneanglophone Membre Messages: 76
    Modifié (mai 2019)
    @Bernard22 a dit:
    - tube PVC diamètre 100mm déroulé à chaud pour faire les 2 plaques support (récepteur et réflecteur).

    C'est une bonne idée de ne jamais utiliser le PVC ci-dessus de 30 MHz.

    Un rideau d'antennes en phase sont très critiques aux fréquences élevées, ce qui signifie également que la bande passante est réduite.

    Un réflecteur solide a une telle résistance au vent, il est déconseillé de l'utiliser à l'extérieur.

    Une des antennes les plus simples avec un gain élevé et une bande passante de fréquence extraordinaire est une parabole. L'utilisation d'un système d'alimentation pour la parabole tel qu'un LPDA, une hélix ou Vivaldi peut donner d'excellents résultats.

    Une antenne hélice ou Vivaldi fonctionne également très bien toute seule. 
    Une hélice bien conçue peut couvrir à la fois 1800 et 2600 MHz, avec un diamètre de 40 mm, une longueur de 144 mm donne 10 dBi gain et avec une longeur de 290 mm donne 13 dBi @ 2600 MHz.

    Un réflecteur parabolique utilisant un grillage de poulailler en maille, par exemple, donne un gain de 22 dB pour un diamètre de 60 cm, 25 dB pour un diamètre de 80 cm, 27 dB pour un diamètre de 1 m @ 2600 MHz.  Un réflecteur parabolique n'a pas besoin d'être circulaire, il peut aussi être cylindrique.

    J'ai commencé à concevoir et à construire des antennes en 1962 et je trouve le sujet des antennes absolument fascinant.  L'imagination, la fantaisie n'ont pas de limites, et créer des choses de vos propres mains est satisfaisant. Naturellement, lorsque l'expérience ne fonctionne pas bien, on tente à nouveau. Ma première antenne Vivaldi était un échec, mais je vais réessayer.
    Message edité par ludovick on
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