SimNEC Expert 2 : optimiser et adapter

Vous savez construire et modifier un modèle (guide Expert 1). Ce guide vous apprend à le faire travailler pour vous : l’optimiseur cherche les dimensions à votre place, les trappes et les bobines rendent une antenne multibande ou plus courte, les capacités terminales allongent électriquement un brin, et la ligne et le balun montrent ce que voit réellement votre émetteur.

Où en êtes-vous dans le parcours ?

1. L’optimiseur

L’onglet Optimiseur fait varier les paramètres que vous cochez, entre les bornes que vous fixez, jusqu’à atteindre un objectif. Chaque essai est un vrai calcul NEC.

Les objectifs

Les paramètres, les bornes et le budget

• Cochez les paramètres à faire varier. La fréquence de travail et les paramètres calculés par une formule n’en font pas partie.
• Bornes : par défaut, ±20 % autour de la valeur actuelle. Resserrez-les autour de valeurs réalistes : l’optimiseur ira plus vite et ne proposera pas d’antenne impossible à construire.
• Calculs au plus : le budget (30 à 200 calculs). Un paramètre se règle en 20 à 40 calculs ; trois ou quatre paramètres en demandent 120 à 200.
• Balun (meilleure valeur standard), dernière ligne du tableau : cochée, elle fait essayer à chaque calcul les rapports 1:1, 2:1, 4:1, 6:1, 9:1, 16:1, 49:1 et 64:1, sans calcul NEC supplémentaire. Le meilleur est retenu avec les dimensions. Elle est disponible pour les objectifs de TOS, de gain et d’avant/arrière.

Lancer et valider

Lancer l’optimisation démarre la recherche ; une barre suit les calculs et affiche le meilleur résultat trouvé ; Arrêter l’interrompt en gardant ce meilleur résultat. À la fin, un cadre montre la situation avant et après, et les nouvelles valeurs. Rien n’est modifié tant que vous ne cliquez pas sur Appliquer ; Ctrl+Z annule ensuite l’application.

2. Trappes, bobines et autres charges

Une charge est un composant placé sur un fil : résistance, bobine, condensateur, circuit RLC série ou trappe (circuit LC parallèle). Deux façons de la poser :

• le bouton ＋ Charge (L, C, LC) de la barre des vues, puis un clic sur un fil, à l’endroit voulu ;
• l’onglet Outils, bloc Charges localisées sur ce fil, bouton Ajouter une charge….

Une fenêtre règle le type, la position le long du fil (0 = début, 1 = fin) et les valeurs (R en Ω, L en µH, C en pF). Pour une trappe, la fréquence de résonance du circuit s’affiche en direct. La charge apparaît comme un losange rose étiqueté (L, C, LC, R) : glissez-le pour le déplacer le long du fil, cliquez dessus pour le modifier ou le supprimer.

Chaque charge posée par la fenêtre crée ses paramètres (« Charge 1 : position », « Charge 1 : bobine »…), avec leurs curseurs : l’optimiseur peut donc les chercher, seuls ou avec les longueurs des brins.

3. Les capacités terminales

Une capacité terminale est un ensemble de brins identiques, perpendiculaires au fil, qui allonge électriquement l’antenne : la résonance baisse sans allonger le brin principal. Elle se pose avec le bouton ＋ Capacité puis un clic sur un fil, ou depuis l’onglet Outils (Ajouter au bout du fil, Ajouter au milieu).

La fenêtre règle la position, la longueur des brins, leur nombre (4 par défaut), leur orientation et leur diamètre. Le repère rose au centre se glisse le long du fil ; un clic le rouvre pour le modifier. Vous pouvez poser plusieurs capacités sur un même fil, chacune avec sa longueur de brins.

Comme les charges, chaque capacité crée deux paramètres, position et longueur des brins, que l’optimiseur peut chercher. SimNEC coupe automatiquement le fil porteur à l’endroit de la capacité pour créer un vrai nœud, en reportant la source et les charges sur les bons tronçons.

4. Ligne et balun réalistes ou mesurés

L’onglet Ligne et balun décrit ce qui se trouve entre l’antenne et l’émetteur. Les résultats se lisent alors à la station, et une courbe grise en pointillé rappelle l’antenne seule.

La ligne

Choisissez un câble de la liste (RG-174, RG-58, RG-8X, RG-213, Aircell 7, LMR-400, Ecoflex 10, RG-59, ruban 300 Ω, échelle 450 Ω, ligne ouverte 600 Ω) et sa longueur, ou Personnalisée : impédance caractéristique, facteur de vélocité, et pertes à 10 et à 100 MHz en dB/100 m, données dans la fiche technique du câble. Les pertes à toute fréquence en sont déduites (effet de peau et pertes du diélectrique).

Le balun

La position du balun se règle : à l’antenne (le cas habituel, la ligne étant côté émetteur) ou à l’émetteur (ligne côté antenne, par exemple une échelle à grille suivie d’un balun près de la boîte d’accord).

L’interrupteur Ligne et balun coupe ou rétablit toute la chaîne sans perdre les réglages : idéal pour mesurer ce qu’elle change.

5. Lire l’abaque de Smith

L’onglet Abaque de Smith représente l’impédance sur toute la bande en un seul dessin :

• le centre correspond à 50 Ω, soit un TOS de 1 ; le cercle pointillé est le TOS de 2 : une courbe à l’intérieur est utilisable sans boîte d’accord ;
• la moitié haute correspond aux réactances inductives (antenne trop longue), la moitié basse aux réactances capacitives (antenne trop courte) ; l’axe horizontal, à la résonance ;
• la courbe va de la fréquence basse à la fréquence haute, indiquées à ses extrémités ; le point marqué f₀ est la fréquence de travail ;
• la taille de la boucle parle de la bande passante : une petite boucle serrée près du centre signifie une antenne large bande.

Avec une ligne active, observez la courbe « tourner » autour du centre quand vous allongez le câble : c’est la transformation d’impédance par la ligne.

6. Exemple 1 : optimiser un dipôle à trappes 80/40 m

Étape A : le point de départ

1. En mode Expert, ouvrez le catalogue puis Dipôle à trappes W3DZZ (80 et 40 m), badge Réglage délicat. Dans l’assistant, saisissez 3,65 et laissez l’ajustement automatique : il règle la section extérieure pour le 80 m.
2. Le graphique du TOS, balayé de 3,4 à 7,8 MHz, montre un creux sur 80 m et un autre au-dessus de 7 MHz, ainsi qu’une résonance intermédiaire vers 5,5 MHz : sous sa propre fréquence, la trappe se comporte comme une bobine.
3. Repérez les deux trappes, losanges roses étiquetés « LC », dans les vues. Elles partagent les mêmes paramètres Bobine de la trappe et Condensateur de la trappe : l’antenne reste symétrique quoi qu’il arrive.
4. Cliquez sur Comparer pour figer ce point de départ.

Étape B : l’optimisation multibande

5. Ouvrez l’onglet Optimiseur et choisissez l’objectif TOS sur plusieurs fréquences (multibande).
6. Dans Fréquences, saisissez vos fréquences préférées, par exemple 3,6 ; 7,1.
7. Cochez Section intérieure (par côté) et Section extérieure (par côté). Laissez les bornes à ±20 %. Choisissez 120 calculs.
8. Cliquez sur Lancer l’optimisation. Le meilleur résultat s’affiche au fil des calculs, sous la forme « TOS le plus haut 1,8 (3,600 : 1,5 · 7,100 : 1,8) ».
9. Lisez le cadre avant / après, puis cliquez sur Appliquer. Les deux creux du TOS se recentrent sur vos fréquences ; la comparaison avec la version figée montre le chemin parcouru.

Étape C : affiner et choisir le balun

10. Si le TOS reste élevé sur l’une des bandes, relancez en cochant aussi Bobine de la trappe : la fréquence propre de la trappe pilote surtout la bande haute.
11. Cochez enfin la ligne Balun (meilleure valeur standard) et relancez avec l’objectif multibande : l’optimiseur indique le rapport qui donne le meilleur compromis sur les deux bandes. S’il retient 1:1, l’impédance est déjà proche de 50 Ω.

7. Exemple 2 : raccourcir une verticale de 40 m

Étape A : la verticale pleine taille, puis raccourcie

1. Ouvrez Verticale quart d’onde avec radians sur 7,1, avec l’ajustement automatique. Notez la longueur du brin vertical (environ 10 m) et le rendement de rayonnement.
2. Cliquez sur Comparer pour figer cette version pleine taille.
3. Dans Dimensions, tapez 6 dans Longueur du brin vertical. La résonance part bien au-dessus de 7,1 MHz et le TOS explose : l’antenne est trop courte, sa réactance est fortement capacitive (courbe dans la moitié basse de l’abaque de Smith).

Étape B : la capacité terminale

4. Dans l’onglet Fils, sélectionnez le fil vertical, puis ouvrez l’onglet Outils et cliquez sur Ajouter au bout du fil.
5. Dans la fenêtre, laissez la position à 1 (le sommet), saisissez 1 m pour la longueur des brins et 4 brins, puis cliquez sur Poser la capacité. Une croix rose coiffe le sommet du brin, et deux curseurs apparaissent dans Dimensions.
6. Ouvrez l’Optimiseur, choisissez Résonance à f₀ (X = 0), et ne cochez que Capacité 1 : longueur des brins. Élargissez la borne maximale à 4 m, puis lancez.
7. En une quinzaine de calculs, l’optimiseur trouve la longueur de brins qui ramène la résonance sur 7,1 MHz. Appliquez.

Étape C : comparer

8. Dans l’onglet Comparaison, comparez la verticale raccourcie à la version pleine taille : la résonance est retrouvée, l’impédance est plus basse, la bande passante (repères de seuil sur le graphique du TOS) est plus étroite, et le rendement un peu plus faible. C’est le prix d’une antenne plus courte.
9. Cliquez sur Comparer pour figer la version à capacité. Annulez la capacité (Ctrl+Z jusqu’à la faire disparaître), puis posez à la place une bobine série sur le brin vertical, près de la base (position 0,1), avec ＋ Charge (L, C, LC).
10. Optimisez Charge 1 : bobine pour la résonance, appliquez, puis comparez les trois versions. Avec une bobine idéale, les chiffres paraissent bons ; refaites l’essai avec un circuit RLC série comportant quelques ohms de résistance pour voir le rendement chuter. En pratique, la capacité terminale perd moins que la bobine.

8. Aide-mémoire

Prochaine étape : le guide Expert 3, « L’antenne dans son environnement ». — fr-diy.com