En 1990, dans la revue Mégahertz (n° 82, 87, 88 et 100), G4ZU décrivait une beam avec des réflecteurs filaires en "V" (technique du "couplage critique") qu'il avait baptisée "Jungle Job".

Sensible aux arguments de G4ZU, j'ai entrepris la construction d'une antenne de ce type constituée d'une Lévy rotative de 2 x 5m et de parasites filaires en "V" taillés pour les bandes 20, 17, 15, 12 et 10m.

La Lévy seule sans parasite fonctionne également sur les bandes 40 et 30m (longueur au moins égale à λ/4).

Nota: Les antennes commercialisées sous la marque "Spiderbeam" utilisent ce principe des parasites filaires en "V", mais les élements rayonnants sont constitués de doublets alimentés par un balun.

 

Le projet

La beam Jungle-Job (à gauche, la X300 144/432 Mhz)

Cette antenne est montée à environ 9m au-dessus du sol sur un simple mât en inox qui sort du toit de ma maison et est haubané sous le rotor avec du Mastrant-P de 6mm supportant une charge de travail de 255 daN (résistance à la rupture 850 daN).

Le mât est relié à une prise de terre spécifique (4 piquets de 1,5m de profondeur espacés de 1,5m en patte d'oie et reliés par du plat d'inox de 30x3mm). Le feuillard cuivre utilisé pour les descentes de paratonnerre étant hors de prix et très difficile à trouver au détail, j'ai utilisé du plat d'aluminium de 30x3mm disponible en barre de 6m chez FIC ou Baurès.

 

Simulation MMANA

Pour mon usage personnel, j'ai entrepris de traduire en français l'aide en ligne de MMANA-GAL basic.
Si vous êtes intéressé vous pouvez télécharger la dernière version de cette aide en ligne MMANA-GAL basic en français.

Des simulations réalisées avec MMANA ont été utilisées pour rechercher un compromis permettant d'obtenir un gain correct sur chaque bande. Les longueurs des parasites ont été ajustées de manière à maintenir au mieux le gain AV/AR sur toute la largeur de la bande. Une descente bi-filaire de 9m a été incluse dans la définition afin d'évaluer l'impédance à l'entrée de la boîte de couplage. (Cliquez ici pour télécharger le fichier .maa qui contient la définition et les dimensions détaillées de l'antenne).

 

Dans la configuration retenue, l'antenne comprend :
- 1 Radiateur Lévy de 2 x 5m
- 1 boom de 4,5m côté Réflecteur et de 4m côté Directeur
- 1 Réflecteur + 1 Directeur sur 20m
- 1 Réflecteur sur 17m
- 1 Réflecteur + 1 Directeur sur 15m
- 1 Directeur sur 12m monté à l'AR (la direction du rayonnement est inversée)
- 1 Réflecteur + 2 Directeurs sur 10m

 

 

 

Diagrammes de rayonnement par bande

 

 

 

 

 

 

 

 

Armature de l'antenne

Le boom (4m côté Directeur et 4,5m côté Réflecteur) et le dipôle Lévy (2 x 5m) sont constitués de tubes en aluminimum de 30x2 (au centre) et de 25x2 (entre 2 et 4m du centre) achetés en barre de 6m chez FIC ou Baurès. Les tubes d'extrémité sont en aluminium de 20x1,2 (magasin de bricolage).

Toutes les liaisons (visserie, collier, cosse-coeur, maillon à visser, manille, serre-câble, tendeur, ...) sont en inox achetées chez Icome Inox, Fips Accastillage, RS-Online ou Wimo.

L'antenne a été directement assemblée sur le tube Inox 42,4x2 qui sera utilisé à la sortie du rotor.

Ce tube est muni en haut d'une poulie qui sera utilisée pour lever l'antenne à l'aide d'une chèvre.

Un rond nylon de diamètre 40 et de longueur 1m est fixé sur le tube de sortie du rotor pour :
- supporter le point d'attache haut de haubans verticaux soutenant le boom et le dipôle Lévy
- ramener ce point d'attache au dessus de l'axe du dipôle et de l'axe du boom (les brides de fixation génère un décalage de ces axes par rapport à celui du tube de sortie du rotor) 

 

Ce rond nylon (référence 770-024 chez RS-Online) est plus léger que le tube Inox de 42,4 et présente «à mes yeux» l'avantage de ne pas être conducteur par rapport à la foudre.

Comme on peut le voir sur la photo ci-contre un renfort (découpe de tube inox) a été mis en place au point d'accroche des haubans (boulon à oeil M6, maillon à visser D4 côté boom, maillon à visser delta D5 côté Lévy.

 

 

 

Support central de la Lévy

La liaison mécanique au niveau du point central de la Lévy est assurée par des colliers Stauff comme expliqué dans un "Tour de main" paru dans Megahertz n° 98.

Test au sol du support central de la Lévy

Un tube support en aluminium de diamètre 30 et de longueur 1m est utilisé. Un renfort (morceau de tube inox fendu) est enfilé sur le centre du tube support au niveau de la bride de fixation (idem sur le tube du boom). L'ensemble tube support + bride de fixation en croix "repose" sur le tube du boom. Par sécurité, une clavette (vis M5) traverse la bride de fixation et le tube du boom.

Comme on peut le voir sur cet extrait du catalogue Stauff, cette société propose plusieurs gammes de colliers fabriqués dans différents matériaux. A noter que la série " Heavy Twin" n'est pas proposée en diamètre 30 et que dans la série "Twin" l'entre-axe entre les 2 tubes est de 45mm.

J'ai préféré utiliser 2 colliers simples montés l'un au dessus de l'autre (soit un entre-axe de 60 entre les tubes).

Compte tenu des contraintes mécaniques et de l'exposition aux UV, j'ai opté pour des colliers de diamètre 30 dans la gamme "Heavy Series" "Profiled inside" en Polyamide Noir (Ref 5030-PA).

Il a suffit de contacter Stauff France par téléphone pour obtenir les coordonnées d'un distributeur local où j'ai pu commander les 12 colliers dont j'avais besoin pour un QSJ de 63 € TTC en mars 2019 (soit 24 demi-coques livrées sans visserie).

 

 

Les colliers 5030 sont prévus pour une visserie en M10.

Ils sont associés à des plaques qui sont très lourdes et ne sont pas prévues pour solidariser 2 colliers l'un au dessus de l'autre.

J'ai opté pour une version sans plaque avec des vis M8 x 110 achetées chez Icome Inox.

Des entretoises découpées dans un tube d'aluminium de 10 d'épaisseur 1mm permettent de compenser la différence de diamètre entre M8 et M10.

 

 

Haubans et fils parasites

Test au sol des parasites et des haubans

Des haubans Mastrant-P de 3mm supportant une charge de travail de 60 daN (résistance à la rupture 200 daN, poids 5 g/m) soutiennent verticalement le boom (2 haubans de chaque côté à 2 et à 4m en partant du centre) et la Lévy (3 haubans de chaque côté à 2, 4m et 5m en partant du centre).
4 haubans identiques sont attachés horizontalement entre les brins du boom et de la Lévy (à 4 m du centre) pour renforcer la rigidité de l'ensemble.

Les colliers de serrage utilisés sur les tubes sont des "Superclamp" fabriqués par "Jubilee" achetés chez RS-Online dont la vis a été remplacée par un oeil de tendeur M5 qui permet d'accrocher les haubans.

La photo ci-contre montre l'assemblage des tubes à 4m du centre sur le dipôle (idem sur le boom). Par sécurité, une clavette (vis M4) traverse les 2 tubes. Pour faciliter le serrage, l'extémité du tube de 25 est fendue (en dessous) sur 8 cm environ.

Un maillon à visser D4 permet de monter/démonter facilement les haubans. 2 rondelles sont utilisées pour séparer les cosses-coeur.

 

 

Le même principe est utilisé pour solidariser les tubes de 30 et de 25 à 2m du centre sur le dipôle et sur le boom (la clavette de sécurité n'est pas visible sur cette photo).

Un maillon à visser D3 permet de monter/démonter facilement le hauban vertical.

 

 

 

La photo ci-contre montre la fixation du hauban vertical et des parasites (corde kevlar de 1mm) à l'extrémité du dipôle.

On utilise 2 serres-fil duplex qui peuvent être déserrés alternativement afin de pouvoir tendre 1 parasite pendant que les autres sont maintenus en tension.

L'extrémité du tube est bouché avec du silicone. Une petite ouverture est laissée en partie basse pour permettre l'évacuation si nécessaire.

 

 

Le “Copperweld Wireman CQ-532” utilisé pour la Loop SkyWire n'étant plus disponible, le fil utilisé pour les parasites est un multibrin "Dipoflex" de Messi & Paoloni acheté chez Wimo (résistance à la rupture 45kg, poids 14 g/m). L'extrémité de chaque parasite est tendue à l'aide d'un isolateur et d'une corde en Kevlar de 1mm (résistance à la rupture 60kg, poids 0,7 g/m) achetés chez Spiderbeam. 

La photo ci-contre montre le détail d'un parasite au niveau de l'isolateur situé entre le fil "Dipoflex et la corde kevlar de 1mm.

Le fil "Dipoflex" est replié sur lui même sur environ 10 cm, pour permettre un éventuel ajustement de sa longueur. Il est fixé à l’aide de 2x2 serres-câble nylon (résistants aux UV) de largeur 2.5mm.

Un fil "Dipoflex" de 2 x 5,20m ainsi replié sur 10 cm, tendu à 7m du sol a permis de calculer un coefficient de vélocité de 0,929 qui a été utilisé pour déterminer les longueurs des parasites.

Un capuchon plastique est siliconé à l'extrémité libre du "Dipoflex".

 

 

Le centre du fil "Dipoflex" de chaque parasite est fixé sur le boom à l'aide d'un isolateur Spiderbeam monté verticalement.

La photo ci-contre montre le Réflecteur 20m qui est fixé à l'extrémité AR du boom.

Chaque isolateur est fixé à l'aide d'une tige filetée de diamètre 3mm qui traverse le tube du boom .

Le fil "Dipoflex" est maintenu de part et d’autre de l’isolateur (pour éviter un déséquilibre de longueur entre les 2 côtés pendant le montage) à l’aide de 2x2 serres-câble nylon de largeur 2.5mm.

 

 

 

 

Assemblage au sol

L'antenne a été entièrement assemblée lors des tests au sol, ce qui a permis :

- de régler la longueur des haubans verticaux et horizontaux,
- de donner aux parasites la longueur calculée à partir de la vélocité.

Equilibrage
Le dipôle Lévy, qui est fixé sur le boom, se trouve décalé de quelques centimètres par rapport à l'axe du rotor. Pour équilibrer l'antenne, l'extrémité d'un des brins de la Lévy a été alourdi en remplaçant le tube de 20x1,2 par du 20x2 et en ajustant sa longueur (la longueur excédendaire se retrouve à l'intérieur du tube de 25).

De même pour le boom où la longueur du tube de 20x1,2 côté Réflecteur a été augmentée pour compenser le poids du dipôle Lévy qui pèse côté Directeur.

 

Rotation du Twinlead

Le rotor est un Yaesu G-1000DXC.

La Lévy est alimentée par un Twinlead 450 Ω.

Un système de "platine" a été testé au sol pour maintenir le Twinlead pendant la rotation du rotor.
- Une platine haute est fixée sur la mâchoire "pivotante" du rotor.
- Une platine basse est fixée sur la mâchoire "fixe" du rotor.

Une longueur libre d'environ 1 mètre de Twinlead entre les 2 platines s'enroule et se déroule autour du rotor pendant la rotation.

Cliquez ici pour télécharger une vidéo montrant la rotation du rotor entre 0 et 450°.

 

 

 

 

Platine

haute

de

rotation

du

Twinlead

 

 

Pour fabriquer les platines, on découpe 3 tronçons de 10,5 cm dans de la gouttière de largeur 12cm (PVC prévu pour résister aux UV).
Chaque tronçon est ensuite découpé en long ce qui donne 1 feuille pour la platine basse (partie avec le tube rond) et 1 feuille pour la platine haute (partie restante).

Chaque platine est constituée de 3 feuilles empilées. Un joint en mastic silicone est déposé sur le bord haut pour limiter la pénétration de l’eau entre les feuilles.

 

Platine

basse

de

rotation

du

Twinlead

 

 

Le Twinlead est fixé sur les platines à l'aide de serres-câble nylon comme on peut le voir sur les photos ci-dessous.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Démontage en sous-ensembles

Les tests au sol étant terminés, les parasites et les haubans horizontaux sont enroulés sur les tubes de 25 du boom et l'antenne est démontée en sous-ensembles destinés à faciliter l'installation sur le toit :
- les 2 extrémités du dîpole (longueur 3m en tube de 25 et 20)
- les 2 extrémités du boom (longueur 2,5m côté Réflecteur et 2m côté Directeur)
- le Twinlead avec les platines haute et basse
- la partie centrale du dipôle avec son support et sa bride (longueur 4m)
- le partie centrale du boom (longueur 4m)
- le rotor avec son mât de sortie complet et les haubans verticaux enroulés

 

Installation sur le toit

Le mât de l'antenne est constitué de tubes en inox disponibles en barre de 6m chez FIC ou Baurès.

Un tube de 48,3x2,5 est fixé dans le grenier et traverse une tuile du toit (joint en silicone Extrême Bateau-Caravane de chez Rubson). Dans ce tube de 48,3 on enfile un tube de 42,4x2. Ce mât "télécopique" permet de mettre l'antenne en position basse pour la maintenance.

Préparation au sol :
- tube de 42,4 : prépositionnement d'une bride de haubanage sous la mâchoire fixe du rotor et perçage au niveau de la clavette qui traverse cette mâchoire
- tube de 48,3 : fendre l'extrémité sur quelques centimètres pour faciliter le serrage du collier  ("Jubilee Superclamp" acheté chez RS-Online).
- percer les 2 tubes au niveau de la clavette (vis M8) qui les traverse en position haute

Un cône (référence 941361 chez Conrad) assure l'étanchéité entre les 2 tubes. Il est fixé en haut par un collier Serflex.

Une feuille de PVC découpée dans une gouttière ferme le cône en partie basse. Elle est maintenue en place par un collier "Jubilee Superclamp".

Nota:
- dans mon cas, le raccord entre les tubes de 48,3 et de 42,4 est facilement accessible en ouvrant des tuiles du toit.
- pour faciliter les interventions, le rotor est télécommandable (2 prises télécommandées 16A standards ont été modifiées pour isoler les contacts de leurs relais et les interfacer avec le pupitre du rotor).

Le mât étant en position basse (maintenance), les sous-ensembles sont remontés :
- le rotor est installé sur le tube de 42,4
- la partie centrale du boom est refixée au mât de sortie du rotor
- la partie centrale du dipôle est refixée sur le boom
- le Twinlead est connecté au centre du dipôle, les platines haute et basse sont refixées sur les mâchoires du rotor
- les 2 extrémités du dîpole sont remontées et leurs haubans verticaux sont réinstallés
- les 2 extrémités du boom  sont remontées et leurs haubans verticaux sont réinstallés
- les parasites et les haubans horizontaux sont tendus entre le boom et le dipôle

Une chèvre est ensuite utilisée pour hisser l'antenne en position haute.

 

Premiers essais

J’ai démarré les essais de ma Jungle-Job avec une boite MFJ-949E ce qui m’a permis de réaliser de nombreux QSO en FT-8 du 30 m au 10 m.
Avec ce mode qui permet de visualiser rapidement l’azimut et le report des stations reçues, j’ai été rassuré de voir qu’en réception, dès que l’antenne est orientée dans la bonne direction, le signal reçu monte très nettement. A quelques exceptions près, j’ai fait QSO avec toutes les stations auxquelles j’ai répondu. La visualisation de mes reports via https://pskreporter.info/pskmap.html a confirmé le bon fonctionnement de l’antenne.

Pour la phonie, la boite MFJ-949E, bien que donnée pour 300 W, donne des signes de faiblesse au-delà de 100 W sur certaines bandes. Le balun commence à chauffer signe qu’il y a des pertes conséquentes, notamment sur les bandes qui arrivent en haute impédance et au-delà de 200 W la galette du sélecteur d’antenne dégage une petite fumée peu sympathique. Un contrôle effectué ensuite a mis en évidence une résistance parasite de 10 Ohms entre la sortie Wire et la sortie Dummy Load d’une des galettes. Je pense que si on trouve facilement du spare sur internet pour ces galettes c’est que je ne dois pas être le premier à qui ça arrive.

Je me suis donc lancé dans la construction d’une boîte d’accord pour antenne Lévy ou center feed en anglais (voir l’article suivant intitulé « La Boite d'accord Lévy »).