Historique du premier projet avec des antennes Yagi (râteau)

Cette page explique en détail l'analyse, les essais et la démarche générale suivie pendant quelques mois pour mettre en place une installation TNT, basée sur la fabrication d'antennes de type "Yagi", dans un site difficile.

5 émetteurs se trouvent dans la région des « 3 frontières » dans le Sud-Luxembourg belge (Messancy) :

• Luttange-Metz (FR) 48 km azimuth 132°
• Longwy (FR) 6 km az 209°
• Dudelange (LUX) 23 km az 121°
• Anlier-Léglise (BE) 29 km az 335°
• Saarburg (DE) 55 km az 90° (non représenté sur la carte)

Au vu de l’alignement de 4 émetteurs sur 5 (voir carte) et du tableau des Fréquences TNT, il est théoriquement possible de recevoir toutes les chaînes avec une seule antenne Yagi-Uda (râteau) large bande UHF dirigée vers Luttange. Les émetteurs de Dudelange et de Göttelborner sont reçus par le côté du lobe principal (à 10°-30°) et l’émetteur d’Anlier par le lobe arrière, à condition de ne pas avoir une antenne avec des réflecteurs arrières trop efficaces !

Certains amis dans le coin reçoivent ainsi la TNT sans problème avec une antenne achetée dans un magasin de bricolage (~40 €) suspendue dans un arbre ou dans les combles, et avec éventuellement un ampli d’antenne pour compenser les pertes dans le câble (~15 €).

Mais pour moi, pas de chance, ma maison est située au fond d’une petite vallée, et après quelques essais, je me rends compte que la tâche ne sera pas aussi facile qu’espérée. Par exemple, pas question d’avoir une bonne réception à partir d’une antenne dans le grenier ou sans préampli.

Pour le fun, je commence par mettre au point une antenne de 2,40 m de long avec des éléments réglables (en les fixant avec des colçon !) accordée sur 594 MHz, le milieu de bande UHF. Je la monte le long de la balustrade de ma terrasse afin de pouvoir la régler facilement.

Pour construire les antennes, il faut un peu se renseigner mais, par exemple, grâce à cet excellent site de design d'antennes, il est facile de les dimensionner en fonction de la fréquence ou de la longueur souhaitée ainsi qu’en fonction des matériaux disponibles. Ensuite, on peut vérifier le gain et la directivité des lobes avec ce logiciel de modélisation d'antennes.

Il ne faut pas se laisser abuser par les arguments de gain des antennes vendues dans les magasins, car le gain est uniquement dépendant de la longueur de l’antenne, pas du nombre d’éléments (1 m =~14dBi). Le reste du gain annoncé est celui de l’ampli, mais ce gain ne signifie pas grand chose, c’est le facteur de bruit du préampli qui est déterminant. Ci-contre, le gain de l'antenne de 2,40 m est estimé à 23 dBi !

La connexion du câble coaxial à l'antenne doit en principe être « adaptée » en terme d’impédance et de symétrie. La littérature propose de nombreuses solutions mais, par exemple, l’ajout d’un « balun » n’a fait que dégrader le signal ! Finalement, j’ai opté pour la connexion directe sachant que l’impédance est quasi adaptée et que le lobe horizontal n'est déformé que de quelques degrés, ce qui ne porte pas à conséquence (voir ce site d'explications). Il ne faut pas lésiner sur la qualité de la ligne de transmission, j’utilise du câble 17VATCA le plus court et avec le moins de connexions possibles. Si indispensables je n’utilise que des connecteurs « F satellite », surtout pas de connecteurs VHF/UHF classiques, car ils sont fragiles, non étanches et occasionnent facilement d'importantes pertes. Pour voir comment bien monter ces fiches, cliquez ici !

Ci-contre, vue des fixations par colçons pratiques et solides, permettant d'ajuster les positions des éléments et du dipôle. La position entre le réflecteur et le premier directeur est cruciale pour le gain et la directivité de l'antenne. Les élements sont réalisés à partir de tiges d'aluminium de 6 mm de diamètre (dipôle = 4 mm) achetés pour quelques euros au brico du coin. Le petit boîtier pour montage électrique sert de support au dipôle, au connecteur F de sortie et garantit également l'étanchéité des connexions.

La qualité de réception de l’antenne n’est pas mal mais reste limite pour le niveau de signal, je suis loin des émetteurs. La seule solution est d'ajouter un préampli au plus près de l’antenne. Je commande un préampli de bonne qualité chez tgn-technology (voir rubrique "DVB-T Preamplifier") en Allemagne qui possède un gain de 36dB (modèle ULNA 3036) mais surtout un facteur de bruit d’entrée de 0,4 dB (les préamplis de magasins bricos ont souvent un bruit d’entrée aussi mauvais que 4 dB !). Le résultat est excellent, la qualité de réception passe de 4/10 à 8/10. Je peux également réduire la longueur de l’antenne à 1,40 m, elle devient nettement plus maniable !

Bizarrement, le multiplexe R6 avec TF1 n’est pas reçu du tout et c’est le seul canal que je ne reçois pas, frustrant. En analysant le gabarit de rayonnement de l’émetteur de Luttange, je me rends compte que l’antenne d’émission de ce multiplexe (canal 36) se trouve derrière le pylône de l'émetteur, je suis dans l’angle mort ! Pas de chance ! Les gabarits de rayonnement de tous les émetteurs de France se trouvent ici.

Je dois donc me rabattre sur l’émetteur de Longwy pour recevoir TF1, malheureusement l’azimuth (200°) et la fréquence (858 MHz, la plus haute fréquence UHF souvent difficile à capter) sont trop différents et je suis obligé de construire une 2^ème antenne ... Après mise au point et tests, il faut maintenant aussi coupler les 2 antennes avant de passer par le préampli. Le tout est installé sur un mât de 6 m de haut et le tour est joué : la réception est quasi parfaite pour toutes les chaînes émises dans la région. Voici le résultat ci-contre.

Si les canaux à recevoir par antenne ne se chevauchent pas, il est très intéressant de choisir un coupleur sélectif. Ils existent habituellement avec une entrée UHF 400-600 Mhz et l'autre 600-800 Mhz, le filtre du coupleur limite ainsi le bruit et les interférences. Le coupleur doit être au plus près des antennes, les 2 câbles doivent être exactement de la même longueur (pour ne pas introduire de déphasage en cas de réception d'un même canal par les 2 antennes) et les connexions de type F doivent être parfaites et étanches comme toujours.

La sortie du coupleur est ensuite raccordée au plus court au préampli. Celui-ci est alimenté en courant continu (5, 12 ou 24 V) via le câble coaxial par un petit boîtier d'alimentation installé près de la télévision. Attention, il existe habituellement un petit interrupteur sur les préamplis et les coupleurs pour laisser passer ou non la tension continue d'alimentation en amont (pour d'autres préamplis). Ici il faut absolument ouvrir ces interrupteurs pour couper le passage car les antennes à dipôle sont évidemment des courts-circuits francs pour le courant continu ! Voir zoom sur la photo ci-contre : coupleur noir et préampli gris.

Une autre solution plus simple, plus robuste et moins chère est d'installer sur le mât un préampli avec coupleur intégré (sélectif ou non).

Comme souvent, la qualité du capteur est essentielle : de bonnes antennes pointées précisément vers les émetteurs filtrent très bien les bruits électro-magnétiques et après une bonne préamplification de mât on obtient un signal de qualité à la source. Le câble en aval peut alors faire 15 m de longueur sans problème, traverser l'alimentation du préampli et distribuer toutes les chaînes via des splitters. La famille peut ainsi regarder 2 programmes sur 2 TV et enregistrer un 3^ème sur l'enregistreur vidéo !

Construisez votre antenne Yagi vous-mêmes !