J'ai eu à utiliser des antennes directives A3 et A4s de chez Cushcraft et irrémédiablement, un jour ou l'autre des problèmes apparaissent...
Voici mon retour d'expérience sur la réparation des trappes des antennes Cushcraft.
Les informations données concernent des Yagis tri bandes mais s'appliquent à d'autres types de verticales et directives.
Symptômes :
L'antenne ne résonne plus normalement, le plus souvent sur la bande de 15m. On ne trouve pas vraiment d'accord et le ROS est important sur toute la bande. Le problème apparait également sur la bande des 10m, et plus rarement sur le 20m.
Diagnostic :
On commence par rajouter une longueur de câble coaxial quelconque de plusieurs mètres pour éliminer une suspicion de résonance parasite du câble. Il ne doit pas y avoir de différence de ROS, ou très peu !
On continue par éliminer un éventuel problème provenant du câble coaxial en débranchant l'antenne et en branchant une charge fictive à la place, le ROS (SWR) doit bien sûr être de 1/1 !
Quelle que soit la bande défaillante il faut commencer par vérifier les dimensions et la continuité dans les trappes et entre éléments. La résistance de conduction dans les trappes et entre éléments au niveau des raccords doit être parfaite.
Si ce n'est pas le cas entre éléments, il faut vérifier s'il n'y a pas eu de création d'alumine (oxyde d'aluminium) qui arrive à isoler les éléments et à les souder entre eux souvent de façon irréversible ! Je n'ai pas trouvé de méthode pour m'en débarrasser et la seule méthode est de replacer les tubes ! Mais dans ce domaine, c'est la prévention qui est le plus important. Investir dans un pot de graisse à l'aluminium a été rentable...
Si la résistance entre les 2 extrémités d'une trappe n'est pas TRÈS faible (quelques centièmes d'Ohm), il faut alors intervenir sur la trappe.. Pour évaluer la résistance, on pourra faire appel à ma technique Mesure des R faibles
Vérifier également le sens des trappes. D'origine, une flèche indique le sens de montage, mais au bout de quelques années, les inscriptions ont été effacées par le soleil et une inversion au remontage est possible.
Le sens correct peut être retrouvé en tâtant les capuchons de protection noirs à chaque extrémité des trappes. Une légère dépression indique l'endroit où le corps extérieur de la trappe est raccordé au tube de l'élément. Ce côté DOIT être du côté du boom !
Sur le 20m, l'ensemble des éléments et des trappes est en service, sans toutefois qu'il soit fait appel à un accord des trappes. Un problème indique très certainement un problème de continuité ou de dimensions.
Pour le 15m, le problème est souvent un accord flou ou impossible et un ROS élevé.
Les trappes pour le 15m se situent à l'extrémité des éléments et ont toutes leur partie extérieure qui se finit par un tube qui diminue en diamètre.
Sur la A4s, il y a 4 trappes identiques nommées TC sur le radiateur # 3 et le réflecteur #1, et 2 trappes TB sur le directeur nommé #4.
Si tout ce qui précède a été vérifié et corrigé, et que le problème persiste il faudra vérifier chaque trappe.
Pour le 10m, les trappes en service sont celles qui sont le plus prêt du boom. TD pour le radiateur et TE pour le directeur. Le réflecteur du 10m est référencé #2 et n'a pas de trappe.
Si le 10m est défaillant, il faut contrôler ces trappes.
Contrôle des trappes :
La méthode "traditionnelle" est à l'aide d'un grip-dip couplé à une extrémité de la trappe. Je ne suis JAMAIS arrivé à utiliser cette méthode, mon grid-dip LDM815 ne m'ayant jamais indiqué la moindre absorption.
Possédant un VNWA de DG8SAQ, j'ai donc cherché une méthode utilisant un VNA.
J'ai fini par trouver celle décrite de IW2FND (lien vers son article)
J'ai dont réalisé 2 "adaptateurs" selon sa description et me suis lancé dans les tests.
VNA adapter
J'ai tout d'abord paramétré mon VNA pour afficher S21 PHASE et S21 Imaginaire en dB (Im dB)
Pour les trappes 15m, j'ai paramétré un scan de 20 à 22 MHz avec un Sweep de 400 points à 12ms/point, soit 4,8s... (Pour le 10m, de 27-29 MHz.)
J'ai ensuite raccordé les 2 pinces crocodiles et ai fait une calibration uniquement THRU et THRUMATCH.
La trappe a tester est posée sur une boîte en carton afin de ne pas subir d'influence de l'environnement et la sortie du VNA branchée sur le tube situé du côté de la trappe qui possède la vis de fixation (côté boom). L'entrée du VNA de l'autre côté.
Un scan donne normalement la fréquence de résonance de la trappe comme sur l'image ci-dessous. (trappe TC)
Lors des premières mesures, aucune des trappes TC ne donnait la même valeur (même approximative), ce qui indiquait déjà un problème et elles résonnaient TOUTES largement en dessous de la bande des 15m (entre 20,3 et 20,8 MHz).
Ne sachant si ma méthode de mesure était valable, j'ai commencé par démonter une trappe pour vérifier si elle avait un problème
Surprise... Au démontage (décrit plus loin), la trappe était pleine d'herbe tassée probablement déposée par quelque insecte. L'herbe captait l'humidité et provoquait donc un désaccord. Du fait du Q (coefficient de qualité) élevé des trappes, le moindre objet à proximité suffit à les dérégler.
Une fois nettoyée et remontée, la trappe indiquait une résonance dans la bande, ce qui était plus logique.
Les 6 trappes 15m démontées et remises à neuf, indiquaient maintenant des résonances proches l'une de l'autre.
Les 2 trappes TB résonnant sur 21,450 MHz (+/-) et les 4 trappes TC sur 21,290 MHz (+/-). Au démontage, j'ai compté 30 spires sur les TB et 31 sur les TC)
On peut donc ainsi remettre une référence sur des trappes mélangées et/ou non identifiables.
Les trappes TE résonnent sur 28.650 MHz et les TD sur 27.880 MHz
Démontage
Il faut commencer par faire glisser les 2 capuchons de protection aux extrémités. Procéder avec délicatesse sous peine de souffrir de fuites une fois remontés !
A l'extrémité "intérieur" de la trappe, une grosse vis Parker relie le corps extérieur de la trappe à l'élément interne. De l'autre côté, le corps extérieur est bloqué sur un isolateur concentrique à l'élément extérieur par 4 points martelés sur le tube externe de la trappe. Ces 4 points se situent au niveau d'une gorge sur l'isolateur.
Il faut donc percer un trou dans chaque coup de poinçon pour libérer le tout. J'ai utilisé un forêt de 2,8 mm. Il faut qu'il soit le plus affuté possible et percer doucement afin de faire le moins de déformation à la traversée du tube sous peine de provoquer un blocage encore plus important ! (faire un essai auparavant sur un bout d'aluminium)
Une fois la vis démontée, il faut pousser le tout pour sortir toute la partie interne de la trappe. Il y a 3 isolateurs à faire passer ! Il faut parfois exercer une pression assez forte ! ATTENTION à ne pas pousser sur les isolateurs mais sur le tube de l'élément. J'ai pour cela utilisé le manche d'un marteau que j'ai introduit dans la trappe pour pousser sur le tube. On peut utiliser ce manche pour frapper le tube à l'aide du poids du marteau.
Une fois tout démonté, contrôler la résistance entre les 2 éléments. Si elle n'est pas TRÈS faible, suspecter un problème au niveau des 2 vis solidarisant la self. Je n'ai pas eu ce problème.
Nettoyer toutes les pièces et améliorer les points de contacts au niveau de la vis à l'aide de laine d'acier calibre 000.
Remontage
Ébavurer les sorties des perçages si besoin afin de faciliter le remontage.
Procéder dans l'ordre inverse du démontage en vérifiant qu'il y ait bien un isolateur à chaque extrémité et un au milieu de la trappe.
Je n'ai pas remis de coups de pointeau pour faciliter un futur démontage ... ;-) Un point de vernis pourrait être utile pour bloquer le tout.
Ne pas oublier de mettre de la graisse d'aluminium sur tous les contacts alu/alu pour protéger et éliminer la création d'alumine (oxyde d'aluminium).
Contrôle
Vérifier la solidité du tout et qu'aucune pièce ne bouge quand on secoue la trappe.
Contrôler la résonance à l'aide de la méthode décrite ci-dessus.
Si tout s'est bien passé, votre antenne aura retrouvé une seconde jeunesse.
Bons DX !