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Antenne verticale HF : les condensateurs coaxiaux

Article 2 sur 3 du dossier Antenne verticale HF multibandes

Tout arrive un jour, et finalement, le distributeur (1) en région parisienne des produits PTFE Approflon © a fini par m’appeler : les tubes de téflon extrudé étaient arrivés. 12 € HT le mètre, c’est cher, mais quand on aime…

Matériaux

Si trouver du tube et de la tige d’aluminium brut « standard » pour les diamètres qui suivent ne pose aucun problème en GSB, se procurer du PTFE à ces dimensions relève du parcours du combattant, vues les quantités en jeu… Il m’aura fallu 5 mois. Une autre possibilité serait de s’en procurer auprès de distributeurs de fournitures de laboratoires. Les tuyaux en PTFE sont de dimensions moins variées, mais la source devrait être plus fiable. Là, j’ai souhaité obtenir les dimensions que j’avais prévu d’utiliser. Et le résultat est là.

Pour réaliser un condensateur coaxial ajustable d’une valeur d’environ 35 pF (2) :

– Un tube d’aluminium 12×1 (12 mm de diamètre extérieur, 10 mm de diamètre intérieur) de 30 cm de longueur ;
– Une tige d’aluminium de 4 mm de diamètre, de 35 cm de longueur ;
– Un tube de PTFE extrudé de 10×3 (10 mm de diamètre extérieur, 4 mm de diamètre intérieur) de 30.5 cm de longueur ;
– Un capuchon de diamètre 12 mm (prévu pour les pieds de chaises métalliques) ;
– Du papier de verre à grain moyen ;
– Une perceuse électrique.

Fabrication

La mise en œuvre n’a pas posé de problème particulier, hormis ce qui avait été envisagé à l’avance, à savoir « comment faire rentrer un tube de diamètre extérieur de 10 mm dans un tube de diamètre intérieur de 10 mm sur 40 cm de longueur ? ». La solution s’est imposée d’elle-même : en réduisant un tout petit peu le diamètre extérieur du tube de téflon. En le ponçant très légèrement avec du papier de verre à grain moyen.

Après avoir coupé les tubes et tiges aux bonnes dimensions, j’ai dû réduire le diamètre extérieur du tube de PTFE de quelques dixième de mm, afin de pouvoir le faire entrer dans le tube d’aluminium, légèrement en force, en laissant dépasser 0.5 cm de tube de PTFE du côté où l’on introduit la tige, afin de créer un passage progressif du diamètre du tube d’aluminium de 12 mm à celui, de 4 mm, de la tige d’aluminium. Il faudra ultérieurement rajouter un manchon de plastique d’un cm de longueur sur la tige, afin de pouvoir utiliser 2 tailles de gaine thermo-rétractable à cet endroit. L’objectif étant de protéger au maximum cette capacité ajustable de l’humidité, qui ne manquerait pas de modifier sa valeur, sans parler des conséquences d’un court-circuit provoqué par la présence d’eau à l’intérieur du condensateur.
Ensuite, j’ai dû légèrement augmenter le diamètre intérieur du tube de PTFE, afin de pouvoir y faire coulisser la tige d’aluminium de 4 mm. Pour ce faire, j’ai sacrifié une tige d’aluminium du même diamètre, en la montant sur le mandrin d’une perceuse et en m’en servant comme d’un foret lisse. J’ai forcé l’entrée de la tige dans le tube PTFE, à vitesse de rotation lente. Le PTFE extrudé est un matériau tendre (et souple), donc attention.

Toujours dans l’optique d’empêcher la pénétration d’eau dans le condensateur, j’ai placé à l’autre extrémité de celui-ci un capuchon, initialement prévu pour prendre place au bout des pieds de chaises aux pieds métalliques, afin d’éviter de rayer les sols. D’un diamètre intérieur de 12 mm, ils font parfaitement l’affaire, mais je doute de leur bonne tenue aux UV et aux intempéries. Donc, à observer.

Conclusion

La construction des condensateurs coaxiaux est finalement assez facile, une fois les différents matériaux requis réunis. Pour 30 cm de longueur (tige enfoncée au maximum dans le corps du condensateur), la capacité mesurée est de 36 pF. Soit 36/30 = 1.2 pF/cm. A mi-course, on obtient une valeur de 19 pF, légèrement supérieure à ce qui est attendu. C’est certainement dû à la qualité et au manque de précision de la fabrication. Néanmoins, un réglage fin des trappes est donc possible avec ces dimensions.
Pour les mesures, le condensateur a été mis en parallèle avec une bobine de 1µH, la fréquence de résonance de ce circuit LC mesurée au miniVNA, puis la valeur de la capacité a été calculée.

Question prix de revient, on doit être aux alentours de 6 à 7 euros TTC par capacité sans le système de fixation au brin rayonnant. Ce qui n’est pas si mal.

(1) Le tube de PTFE extrudé a été fabriqué par la société Approflon, basée à Meyzieu (69) : www.approflon.com ; Leurs produits sont distribués en Île-De-France par la société Abaqueplast, basée à Stains (93) : www.abaqueplast.fr.
(2) La méthode de fabrication étant artisanale, la valeur obtenue est approximative, à plus ou moins 1 ou 2 pF. Par contre, la valeur obtenue a l’air stable.

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