Colineaire

Un article de Toulouse Sans Fil, un réseau wifi libre sur Toulouse.

Accueil | Technique | Antennes | Colineaire

L'antenne colinéaire est très intéressante car elle offre un gain important (7 à 12dB) dans toutes les directions du plan horizontal - c'est une antenne omnidirectionnelle. Il existe de nombreuses réalisations d'antennes colinéaires à base de câble coaxial, par utilisation de portions d'un câble du commerce ou réalisé avec du tube. L'objectif ici est de proposer un autre type de fabrication, globalement plus simple, cette fois à base de fil de cuivre dénudé.

L'antenne colinéaire est une antenne omnidirectionnelle à polarisation verticale. Sa fabrication est simple et permet de disposer d'un gain assez élevé pour une antenne de ce type. Comme pour toute antenne, ce gain apparait par l'absence de rayonnement dans certaines directions ; pour cette antenne, il n'y aura que très peu de rayonnement au dessus et au dessous de l'antenne ; son angle d'ouverture est très faible - d'où son gain élevé, ce qui peut d'ailleurs se révéler problématique en région montagneuse.

Un bref résumé de son fonctionnement : l'antenne colinéaire est une succession d'éléments rayonnants alimentés en opposition de phase les uns par rapport aux autres. Le nombre d'éléments rayonnants est libre: plus ils sont nombreux, plus l'antenne est longue et le gain élevé, mais plus sa directivité est forte et l'antenne, par sa grande taille, est fragile. A vous de déterminer le nombre d'éléments nécessaires ! Notons cependant qu'au dela d'un certain nombre d'éléments, seule la directivité diminue et le gain, lui, plafone.

On trouve sur l'Internet de nombreuses réalisations de cette antenne basées sur des petites longueurs de câble coaxial ou des petits tubes de cuivre assemblés les uns à la suite des autres. Toutes ces réalisations, aussi ingénieuses soient elles, sont relativement fastidieuses à fabriquer. Ici, j'ai cherché à simplifier la réalisation de cette antenne très performante tout en la consolidant. Consultez le schéma que je propose. En effet, cette antenne est très connue des radioamateurs qui, eux, la fabriquent beaucoup plus simplement pour la bande des 2 mètres (144 MHz), comme on peut le voir sur cette page dont je me suis inspiré pour proposer une version WiFi très simple à fabriquer.

Une petite subtilité, cependant : afin de présenter une impédance correcte au niveau de son alimentation (c'est à dire proche de 50 ohms), l'antenne doit comporter à sa base une ligne de longueur lambda/4. Ici, j'ai réalisé ce fragment de ligne avec un petit tube de cuivre de diamètre 10mm et de longueur exacte 31mm. Dans mon cas, j'ai alimenté mon antenne grâce à un connecteur de type N mâle 10mm, le petit tube de cuivre se logeant parfaitement dans le connecteur, à la place du câble (voir photos). Attention ! Lors de la fabrication, j'ai tellement chauffé le connecteur pour souder le tube de cuivre que l'isolant de l'âme du connecteur a fondu... Cela me permet au moins de prendre des photos cet isolant ;)

La base de l'antenne	La base et le connecteur N	L'isolant, un peu fondu	Le tube de cuivre de 3,1mm
Le corps de l'antenne, 8 éléments	Avec un adaptateur N mâle/mâle	Le bas de l'antenne coffrée	Le haut de l'antenne débouchonné
L'antenne terminée et coffrée

Si on regarde attentivement la photo sur le corps de l'antenne, on remarquera quelques points de soudure tout au long de l'antenne ; l'antenne a effectivement été assemblée par partie. Ceci n'est absolument pas nécessaire, j'ai simplement mesuré le ROS régulièrement lors de l'ajout des éléments.

Une fois la réalisation achevée, j'ai rangé le tout dans un tube de PVC de diamètre ? (diamètre extérieur du connecteur de type N mâle) et placé un bouchon de liège en haut du tube. Pour sa fixation, et afin d'éviter tout contact proche avec du métal, j'ai emboité le bas du tube PVC dans un autre tube PVC de diamètre plus gros dans lequel court le câble coaxial.

Au niveau du gain, là encore, je n'ai pas eu l'occasion de faire des mesures précises pour cette antenne mais il faudrait que je le fasse sans trop tarder. Sur son site, Xavier annonce un gain théorique de 7dBi pour sa version à 6 éléments et 12dBi pour sa version à 18 éléments, le gain augmentant de 3dB à chaque fois que l'on double le nombre d'éléments.

Réalisation de Drien