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Mhz RADIO Principaux types d'antennes d'émission et de réception
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Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:25
Dipôle symétrique demi-onde, antenne multibande Windom, vibrateur monopôle, antenne fouet.
Classification des différents types d'antennes et leurs principales caractéristiques
Classification des différents types d'antennes et leurs principales caractéristiques
L'antenne est une structure métallique qui convertit l'énergie des vibrations RF de l'émetteur en une onde électromagnétique qui se propage depuis l'antenne vers l'espace. Ou dans le cas de la réception, cela produit l'effet inverse : la conversion d'une onde électromagnétique en oscillations HF entrant dans l'appareil de réception.
Parmi le vaste ensemble de caractéristiques et de paramètres d'ingénierie et de conception radio des antennes, nous notons plusieurs des plus importants :
- le gain (G) de l'antenne,
- le diagramme de rayonnement (DP) et son type,
- l'impédance d'entrée de l'antenne et la position rapport d'onde (SWR) dans la ligne de transmission,
- fréquence de résonance, bande de fréquence de fonctionnement (basée sur la qualité d'adaptation).
PRINCIPAUX TYPES D'ANTENNES:
1. Dipôle demi-onde, également connu sous le nom de dipôle symétrique, également connu sous le nom de vibrateur divisé demi-onde.
Le dipôle demi-onde (Fig. 1) est le dispositif résonant le plus courant parmi les antennes. Il sert de point de référence pour évaluer le gain de tout type d’antenne. Cela signifie que son gain est de 1 (ou 0 dB).
Fig. 1 Vibrateur demi-onde
Le diagramme de rayonnement dans le plan horizontal est un huit situé perpendiculairement à l'antenne (Fig. 2 a). Dans le plan vertical (Fig. 2b), le diagramme en espace libre est un cercle.
Fig. 2 a) diagramme de rayonnement dans le plan horizontal, b) dans le plan vertical
Étant donné que le dipôle demi-onde, en règle générale, n'est pas situé dans l'espace libre, mais à une certaine distance (comparable à la longueur d'onde) du sol , le diagramme de rayonnement de l'antenne est déformé dans le plan vertical. Cela s'explique simplement par l'effet de réflexion des ondes radio émises par le sol.
L'ouvrage de référence de Karl Rothhammel "Antennas" (volume 1, p. 54) fournit un certain nombre de diagrammes de rayonnement verticaux pour les hauteurs de suspension d'un dipôle demi-onde horizontal : 0,125...2λ. A partir de ces diagrammes et d'un tableau des angles d'élévation optimaux (angle entre le rayonnement et la surface du sol) pour différentes bandes HF, l'auteur écrit ce qui suit :
L'énergie émise par l'antenne à des angles d'élévation supérieurs à 40° et inférieurs à Le 5° est inefficace pour les communications longue distance.
Il est toujours avantageux de placer l'antenne le plus haut possible, mais déjà à une hauteur de 12 m, vous pouvez compter sur une communication longue distance décente sur les portées de 10...20 m, tandis que l'antenne pour la portée de 40 mètres doit être à une hauteur d'au moins 15 m.
— La bande de fréquence de fonctionnement d'un dipôle symétrique demi-onde en termes de ROS <2 est d'environ 6 % de la fréquence de résonance du vibrateur.
— Résistance au rayonnement et impédance d'entrée de l'antenne Rs = 73,2 Ohms.
— Je vous rappelle que le gain de l'antenne Ku est de 1, soit 0 dB.
A faible puissance, le dipôle peut être directement connecté à un câble coaxial de 75 ou 50 Ohm. Si la puissance est élevée, alors l'asymétrie des courants devient plus prononcée (la tresse du câble commence à rayonner sensiblement), ce qui entraîne une distorsion du diagramme de rayonnement, des interférences avec la réception télévisuelle et radio (TVI) et une diminution de l'efficacité de l'ensemble du dispositif antenne-alimentateur. Dans ce cas, il est nécessaire de connecter un balun entre le câble coaxial (alimentation) et l'antenne. Le plus souvent, les radioamateurs utilisent ce qu'on appelle la « self d'arrêt » - plusieurs tours de câble coaxial sont enroulés autour d'un noyau de ferrite. Une telle self n'équilibre pas l'antenne, mais supprime les courants de mode commun dans la tresse du câble coaxial.
Il convient de noter qu'un dipôle symétrique ne doit pas nécessairement avoir une longueur égale à la moitié de la longueur . Un dipôle d'onde
a également droit à la vie , c'est-à-dire un dipôle ayant l ≈ λ (double zeppelin) , ainsi qu'un dipôle ayant une longueur l ≈ 1,28λ (zeppelin jumeau étendu) .
Rothhammel donne les paramètres suivants de ces dipôles :
dipôle d'onde : Ku = 1,47 (1,67 dB) ; Rs = 199,2 ohms ;
Zeppelin double étendu : Ku = 2 (3 dB) ; Rs = 98 ohms.
Ce type d'antenne ne nécessite ni mise à la terre ni contrepoids.
2. Antenne Windom multibande ou dipôle demi-onde avec point d'alimentation décalé.
Il s'avère que pour faire fonctionner le dipôle sur plusieurs bandes, il suffit simplement de déplacer le point d'alimentation de l'antenne du centre. Une version populaire d'un tel dipôle avec un point d'alimentation déplacé est l'antenne Windom , du nom du radioamateur Loren Windom qui l'a inventée en 1936.
Après un certain nombre de modifications mineures, la conception de l'antenne Windom a reçu la forme illustrée à la figure 3.
Fig. 3 Conception de l'antenne Windom
Généralement dans la littérature, il est proposé d'utiliser un rapport de bras de 1/3 et de sélectionner la longueur totale du tissu d'antenne égale à la moitié de la longueur d'onde de la plage de fréquences inférieure.
L'impédance d'entrée de l'antenne Windom au point de coupure dépend de la hauteur de la suspension et est généralement de 200 à 300 Ohms.
Les diagrammes de rayonnement dans les plans horizontal et vertical dans les plages de fonctionnement inférieures sont similaires au diagramme d'un dipôle symétrique, puis (à mesure que la fréquence des plages augmente) ils acquièrent des formes de plus en plus bizarres.
Fig. 4 Diagrammes de rayonnement de l'antenne Windom
Par exemple, la Fig. 4 montre les diagrammes de rayonnement de l'antenne Windom dans le plan horizontal pour deux bandes extrêmes : 7 MHz (à gauche) et 28 MHz (à droite).
En tant que transformateur à résistance (balun), nous pouvons proposer la conception suivante sur des noyaux toroïdaux en poudre de fer avec un rapport de transformation de 1:4.
Fig.5 Options de balun 1:4 pour l'antenne Windom
Type de noyaux utilisés : T106-2 (jusqu'à 100 W), T157-2 (jusqu'à 250 W), T200-2 (jusqu'à 400 W), T400-2 (jusqu'à 1000W). Le nombre de tours de chaque enroulement est de 14...18.
Le Balun peut également être réalisé sur des jumelles en ferrite basse fréquence. Par exemple, la figure 6 montre une conception avec un rapport de transformation de résistance de 1:6, c'est-à-dire pour les options d'antenne avec une résistance aux rayonnements de 300 Ohms.
Fig.6 Options Balun pour antenne Windom sur jumelles
Rien ne vous empêche de réaliser un balun 4:1 avec noyau d'air :
ou 
Fig.7 Options Balun pour Windom sur bobines avec noyau d'air
Ces transformateurs ont les mêmes caractéristiques que les précédents. Le bobinage est réalisé sur des cylindres en plastique d'un diamètre de 40 mm. Le premier balun se compose d'une bobine, le second de deux bobines indépendantes et possède des paramètres plus stables sur une large plage de puissances d'entrée.
3. Un vibrateur asymétrique, un demi-dipôle ou simplement une antenne fouet.
Une antenne fouet classique se compose d’un vibrateur quart de longueur d’onde et d’un système de mise à la terre en dessous. Dans le cas le plus simple, le système de mise à la terre est un système de contrepoids quart d'onde.
Cependant, une longueur d'onde de 1,5/8, 3/4, 1/2 peut être utilisée comme longueur du vibrateur.
Fig. 8 a) Antenne fouet, b) Dépendance du diagramme de rayonnement en fonction de la longueur de la broche
L'antenne fouet est une antenne à faisceau de surface qui rayonne de l'énergie électromagnétique uniformément dans toutes les directions le long de la surface terrestre, mais ne rayonne pas vers le zénith. Le diagramme de rayonnement d'une antenne fouet est un cercle régulier dans le plan horizontal et un lobe (ou demi-lobe) dans le plan vertical (Fig. 8b). Dans ce cas, le lobe est dirigé selon un certain angle par rapport à la surface de la Terre, en fonction des propriétés du sol et de la longueur de l'antenne. L'antenne la plus efficace est celle dont les dimensions varient de ¼ à ½ longueur d'onde (vibrateurs quart d'onde et demi-onde). L'allongement de l'antenne à ¾ λ presse le lobe contre le sol, une extension supplémentaire, au contraire, dirige le rayonnement principal vers le haut.
La résistance d'une antenne verticale quart d'onde idéale (broche au-dessus d'une surface conductrice idéale) est la moitié de celle d'un dipôle équivalent, soit 36 ohms.
Le coefficient directionnel (et donc le gain) d'un vibrateur monopôle idéal est le double de celui d'un vibrateur symétrique équivalent, puisqu'avec la même puissance de rayonnement le premier fournit deux fois la densité de puissance (toute sa puissance est rayonnée dans un demi-espace).
Tout ce qui précède n'est vrai que dans un cas : lorsque la terre est un conducteur idéal ou un système de contrepoids très développé. Dans tous les autres cas, les distorsions de presque tous les paramètres doivent être prises en compte : le diagramme de rayonnement, l'impédance d'entrée et le gain de l'antenne. C'est pourquoi les antennes fouet sont rarement utilisées dans les structures fixes et sont le plus souvent utilisées comme antennes sur divers types de transports. Dans ce cas, la meilleure option serait une goupille quart d'onde installée au centre du toit de la voiture. Dans ce cas, la carrosserie de la voiture fera office de contrepoids et l'antenne aux fréquences VHF ressemblera beaucoup à une antenne fouet idéale.
Parmi le vaste ensemble de caractéristiques et de paramètres d'ingénierie et de conception radio des antennes, nous notons plusieurs des plus importants :
- le gain (G) de l'antenne,
- le diagramme de rayonnement (DP) et son type,
- l'impédance d'entrée de l'antenne et la position rapport d'onde (SWR) dans la ligne de transmission,
- fréquence de résonance, bande de fréquence de fonctionnement (basée sur la qualité d'adaptation).
PRINCIPAUX TYPES D'ANTENNES:
1. Dipôle demi-onde, également connu sous le nom de dipôle symétrique, également connu sous le nom de vibrateur divisé demi-onde.
Le dipôle demi-onde (Fig. 1) est le dispositif résonant le plus courant parmi les antennes. Il sert de point de référence pour évaluer le gain de tout type d’antenne. Cela signifie que son gain est de 1 (ou 0 dB).
Fig. 1 Vibrateur demi-onde
Le diagramme de rayonnement dans le plan horizontal est un huit situé perpendiculairement à l'antenne (Fig. 2 a). Dans le plan vertical (Fig. 2b), le diagramme en espace libre est un cercle.
Fig. 2 a) diagramme de rayonnement dans le plan horizontal, b) dans le plan vertical
Étant donné que le dipôle demi-onde, en règle générale, n'est pas situé dans l'espace libre, mais à une certaine distance (comparable à la longueur d'onde) du sol , le diagramme de rayonnement de l'antenne est déformé dans le plan vertical. Cela s'explique simplement par l'effet de réflexion des ondes radio émises par le sol.
L'ouvrage de référence de Karl Rothhammel "Antennas" (volume 1, p. 54) fournit un certain nombre de diagrammes de rayonnement verticaux pour les hauteurs de suspension d'un dipôle demi-onde horizontal : 0,125...2λ. A partir de ces diagrammes et d'un tableau des angles d'élévation optimaux (angle entre le rayonnement et la surface du sol) pour différentes bandes HF, l'auteur écrit ce qui suit :
L'énergie émise par l'antenne à des angles d'élévation supérieurs à 40° et inférieurs à Le 5° est inefficace pour les communications longue distance.
Il est toujours avantageux de placer l'antenne le plus haut possible, mais déjà à une hauteur de 12 m, vous pouvez compter sur une communication longue distance décente sur les portées de 10...20 m, tandis que l'antenne pour la portée de 40 mètres doit être à une hauteur d'au moins 15 m.
— La bande de fréquence de fonctionnement d'un dipôle symétrique demi-onde en termes de ROS <2 est d'environ 6 % de la fréquence de résonance du vibrateur.
— Résistance au rayonnement et impédance d'entrée de l'antenne Rs = 73,2 Ohms.
— Je vous rappelle que le gain de l'antenne Ku est de 1, soit 0 dB.
A faible puissance, le dipôle peut être directement connecté à un câble coaxial de 75 ou 50 Ohm. Si la puissance est élevée, alors l'asymétrie des courants devient plus prononcée (la tresse du câble commence à rayonner sensiblement), ce qui entraîne une distorsion du diagramme de rayonnement, des interférences avec la réception télévisuelle et radio (TVI) et une diminution de l'efficacité de l'ensemble du dispositif antenne-alimentateur. Dans ce cas, il est nécessaire de connecter un balun entre le câble coaxial (alimentation) et l'antenne. Le plus souvent, les radioamateurs utilisent ce qu'on appelle la « self d'arrêt » - plusieurs tours de câble coaxial sont enroulés autour d'un noyau de ferrite. Une telle self n'équilibre pas l'antenne, mais supprime les courants de mode commun dans la tresse du câble coaxial.
Il convient de noter qu'un dipôle symétrique ne doit pas nécessairement avoir une longueur égale à la moitié de la longueur . Un dipôle d'onde
a également droit à la vie , c'est-à-dire un dipôle ayant l ≈ λ (double zeppelin) , ainsi qu'un dipôle ayant une longueur l ≈ 1,28λ (zeppelin jumeau étendu) .
Rothhammel donne les paramètres suivants de ces dipôles :
dipôle d'onde : Ku = 1,47 (1,67 dB) ; Rs = 199,2 ohms ;
Zeppelin double étendu : Ku = 2 (3 dB) ; Rs = 98 ohms.
Ce type d'antenne ne nécessite ni mise à la terre ni contrepoids.
2. Antenne Windom multibande ou dipôle demi-onde avec point d'alimentation décalé.
Il s'avère que pour faire fonctionner le dipôle sur plusieurs bandes, il suffit simplement de déplacer le point d'alimentation de l'antenne du centre. Une version populaire d'un tel dipôle avec un point d'alimentation déplacé est l'antenne Windom , du nom du radioamateur Loren Windom qui l'a inventée en 1936.
Après un certain nombre de modifications mineures, la conception de l'antenne Windom a reçu la forme illustrée à la figure 3.
Fig. 3 Conception de l'antenne Windom
Généralement dans la littérature, il est proposé d'utiliser un rapport de bras de 1/3 et de sélectionner la longueur totale du tissu d'antenne égale à la moitié de la longueur d'onde de la plage de fréquences inférieure.
L'impédance d'entrée de l'antenne Windom au point de coupure dépend de la hauteur de la suspension et est généralement de 200 à 300 Ohms.
Les diagrammes de rayonnement dans les plans horizontal et vertical dans les plages de fonctionnement inférieures sont similaires au diagramme d'un dipôle symétrique, puis (à mesure que la fréquence des plages augmente) ils acquièrent des formes de plus en plus bizarres.
Fig. 4 Diagrammes de rayonnement de l'antenne Windom
Par exemple, la Fig. 4 montre les diagrammes de rayonnement de l'antenne Windom dans le plan horizontal pour deux bandes extrêmes : 7 MHz (à gauche) et 28 MHz (à droite).
En tant que transformateur à résistance (balun), nous pouvons proposer la conception suivante sur des noyaux toroïdaux en poudre de fer avec un rapport de transformation de 1:4.
Fig.5 Options de balun 1:4 pour l'antenne Windom
Type de noyaux utilisés : T106-2 (jusqu'à 100 W), T157-2 (jusqu'à 250 W), T200-2 (jusqu'à 400 W), T400-2 (jusqu'à 1000W). Le nombre de tours de chaque enroulement est de 14...18.
Le Balun peut également être réalisé sur des jumelles en ferrite basse fréquence. Par exemple, la figure 6 montre une conception avec un rapport de transformation de résistance de 1:6, c'est-à-dire pour les options d'antenne avec une résistance aux rayonnements de 300 Ohms.
Fig.6 Options Balun pour antenne Windom sur jumelles
Rien ne vous empêche de réaliser un balun 4:1 avec noyau d'air :
ou Fig.7 Options Balun pour Windom sur bobines avec noyau d'air
Ces transformateurs ont les mêmes caractéristiques que les précédents. Le bobinage est réalisé sur des cylindres en plastique d'un diamètre de 40 mm. Le premier balun se compose d'une bobine, le second de deux bobines indépendantes et possède des paramètres plus stables sur une large plage de puissances d'entrée.
3. Un vibrateur asymétrique, un demi-dipôle ou simplement une antenne fouet.
Une antenne fouet classique se compose d’un vibrateur quart de longueur d’onde et d’un système de mise à la terre en dessous. Dans le cas le plus simple, le système de mise à la terre est un système de contrepoids quart d'onde.
Cependant, une longueur d'onde de 1,5/8, 3/4, 1/2 peut être utilisée comme longueur du vibrateur.
Fig. 8 a) Antenne fouet, b) Dépendance du diagramme de rayonnement en fonction de la longueur de la broche
L'antenne fouet est une antenne à faisceau de surface qui rayonne de l'énergie électromagnétique uniformément dans toutes les directions le long de la surface terrestre, mais ne rayonne pas vers le zénith. Le diagramme de rayonnement d'une antenne fouet est un cercle régulier dans le plan horizontal et un lobe (ou demi-lobe) dans le plan vertical (Fig. 8b). Dans ce cas, le lobe est dirigé selon un certain angle par rapport à la surface de la Terre, en fonction des propriétés du sol et de la longueur de l'antenne. L'antenne la plus efficace est celle dont les dimensions varient de ¼ à ½ longueur d'onde (vibrateurs quart d'onde et demi-onde). L'allongement de l'antenne à ¾ λ presse le lobe contre le sol, une extension supplémentaire, au contraire, dirige le rayonnement principal vers le haut.
La résistance d'une antenne verticale quart d'onde idéale (broche au-dessus d'une surface conductrice idéale) est la moitié de celle d'un dipôle équivalent, soit 36 ohms.
Le coefficient directionnel (et donc le gain) d'un vibrateur monopôle idéal est le double de celui d'un vibrateur symétrique équivalent, puisqu'avec la même puissance de rayonnement le premier fournit deux fois la densité de puissance (toute sa puissance est rayonnée dans un demi-espace).
Tout ce qui précède n'est vrai que dans un cas : lorsque la terre est un conducteur idéal ou un système de contrepoids très développé. Dans tous les autres cas, les distorsions de presque tous les paramètres doivent être prises en compte : le diagramme de rayonnement, l'impédance d'entrée et le gain de l'antenne. C'est pourquoi les antennes fouet sont rarement utilisées dans les structures fixes et sont le plus souvent utilisées comme antennes sur divers types de transports. Dans ce cas, la meilleure option serait une goupille quart d'onde installée au centre du toit de la voiture. Dans ce cas, la carrosserie de la voiture fera office de contrepoids et l'antenne aux fréquences VHF ressemblera beaucoup à une antenne fouet idéale.
 | Les vibrateurs stationnaires à 4 ondes nécessitent un système de mise à la terre ou au moins un système de contrepoids. La longueur de ces contrepoids détermine la fréquence de résonance de l'antenne, mais pas de manière aussi radicale que la longueur de l'élément actif (rayonnant). Le nombre de contrepoids détermine la qualité du « sol » qu’ils créent : plus il y en a, plus l’efficacité du rayonnement est élevée. Mais cette efficacité augmente de manière non linéaire avec le nombre de contrepoids, et en pratique cela n’a pas beaucoup de sens de fabriquer plus de 4...6 contrepoids. L'angle de localisation de ces contrepoids par rapport au vibrateur affecte assez fortement l'impédance d'entrée de l'antenne au point d'alimentation. Le nombre connu 36 Ohms est donné pour l'angle droit entre le vibrateur et les contrepoids. |
Souvent, pour associer l'antenne à un câble de 50 ohms, un angle d'ouverture de 110...130° est réalisé, ce qui augmente la résistance du vibrateur quart d'onde à peu près à la même valeur.
Dans le même temps, l'angle des contrepoids par rapport au vibrateur détermine le diagramme de rayonnement de l'ensemble de l'antenne dans le plan vertical. À mesure que l'angle augmente, le diagramme se déplace de l'hémisphère supérieur vers l'horizon, c'est-à-dire plus près du sol.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:25
Antenne à fil long, antenne Fuchs, antenne large bande T2FD, antennes en forme de V
4. Antenne « Long Wire », également connue sous le nom de Long Wire, également connue sous le nom de « Rope ».
La conception d'une antenne « fil long » sous la forme d'un fil long est assez simple et ne nécessite pas de dépenses particulières. Mais malheureusement, il prend beaucoup de place, et plus il est long, meilleure est sa directivité et plus le gain est élevé.
Fig.9 Antenne à fil long
Avec une sélection appropriée de la taille du fil long et de l'alimentation électrique, cette conception fera normalement face à la fonction d'une antenne HF multibande.
Lors du choix de la longueur du faisceau, Rothhammel conseille de respecter la formule suivante :
l (m) = 150(n-0,05)/f (MHz) , où n est le nombre d'alternances qui s'inscrivent dans la longueur du fil, et f est la fréquence de résonance.
Ensuite le nomogramme qui détermine le gain et la résistance de l'antenne, ainsi que l'angle de propagation de l'onde en fonction de la longueur de l'émetteur prend la forme suivante :
Fig. 10 Gain et angle de propagation de l'onde Fil Long en fonction de la longueur
Et pour plus de clarté, nous présentons également les diagrammes de rayonnement de l'antenne « fil long » en fonction de la longueur de la toile.
Fig. 11 Diagrammes de rayonnement de l'antenne. « fil long » selon la longueur.
D'après le diagramme de rayonnement du vibrateur demi-onde (l = 0,5λ), il ressort clairement que le rayonnement maximum est dirigé perpendiculairement à l'axe de l'antenne. À mesure que la longueur de l'antenne augmente, la direction du lobe principal du diagramme de rayonnement se rapproche de plus en plus de l'axe de l'antenne, et en même temps l'intensité du rayonnement en direction du lobe principal augmente.
L'antenne LW « fil long » conçue par J. Fuchs (OE1JF), baptisée antenne « Fuchs » (également connue sous le nom d'antenne Fuchs) en l'honneur de l'auteur, est très appréciée des radioamateurs . Sa version modifiée est présentée à la Fig. 12.
Fig. 12 Conception de l'antenne Fuchs
L'antenne est un fil d'une longueur qui est un multiple d'une demi-onde , ainsi qu'un transformateur de résistance pour s'adapter à l'émetteur. Une extrémité de l'antenne est pratiquement située à côté de l'émetteur et la seconde est fixée à une colline, par exemple à un arbre ou au toit d'un bâtiment plus élevé.
Le transformateur est réalisé soit sur un noyau toroïdal en ferrite (HF nécessaire pour obtenir une résonance normale, Fig. 13 à gauche), soit sur une sorte de cadre diélectrique (Fig. 13 à droite).
Fig. 13 Options de transformateur pour l'antenne Fuchs
Le rapport des tours des enroulements du transformateur est généralement de 1:7 à 1:10. Ce rapport détermine une amplitude de signal significative sur l'enroulement secondaire du transformateur (7...10 fois supérieure à celle de la sortie de l'émetteur ou de l'émetteur-récepteur), ce qui impose des exigences strictes sur le paramètre de tension de claquage de l'unité de commande aéroportée. Ainsi, par exemple, avec une puissance d'entrée de 100 W, la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur sera de ~ 1000 V.
La résistance peut également être transformée à l'aide d'un balun. C'est la conception d'une telle antenne Long Wire d'Ivo Brugnera I6IBE que nous avons examinée en détail sur la page - [lien vers la page] . La longueur du contrepoids est insignifiante et est choisie en fonction de la puissance maximale de l'antenne.
Un avantage important d'un émetteur demi-onde est qu'il peut fonctionner non seulement à la fréquence fondamentale correspondant à une demi-onde, mais également à ses harmoniques. C'est-à-dire qu'un fil de 40 mètres de long, réglé sur la portée de 80 mètres, fera un excellent travail avec la portée de 40 mètres (contenant 2 demi-ondes), et avec le 30 mètres (3 demi-ondes), et avec le 20 mètres (4 demi-ondes), etc. etc., et plus la fréquence est élevée, plus le gain de l'antenne sera élevé.
5. Antenne haut débit T2FD.
L'antenne T2FD (Fig. 14) fonctionne dans une large gamme de fréquences (le rapport des fréquences extrêmes est de 1:5) sans directivité prononcée (presque circulaire) dans le plan horizontal.
Fig. 14 Conception de l'antenne T2FD Le
diagramme de rayonnement vertical du T2FD est allongé vers le haut, c'est-à-dire que la majeure partie du rayonnement est dirigée vers le haut, ce qui rend l'antenne T2FT impropre à la communication avec les stations de radio DX.
Le gain de l'antenne T2FD dans les plages supérieures est proche de celui d'un dipôle demi-onde, mais aux fréquences inférieures, il est quelque peu inférieur à celui d'un dipôle.
L'angle d'inclinaison optimal de l'antenne est de 30°, mais il est acceptable d'utiliser une antenne avec un angle d'inclinaison de 20 à 40°.
La puissance de la résistance de charge non inductive ne doit pas être inférieure à 35 % de la puissance fournie à l'antenne.
En fonction de la bande de fréquences de fonctionnement préférée, le créateur de l'antenne (W1BRK) a proposé deux versions de sa conception, différant par la taille du vibrateur à boucle, ainsi que par la hauteur d'installation de l'extrémité gauche (Fig. 14) de celui-ci :
Pour la bande de fréquences 3,5...17 MHz - B = 28,5 m, A = 0,86 m et H = 17,1 m ;
pour la bande de fréquences 7...35 MHz – B = 14,3 m, A = 0,46 m et H = 9,8 m.
Évidemment, une antenne qui contient un élément résistif dans l'émetteur (qui assure précisément sa large bande) aura des performances légèrement moins bonnes sur chaque bande que les vibrateurs demi-onde monobande classiques correspondants. Cependant, certaines pertes d'efficacité sont souvent justifiées par la simplicité de conception de l'antenne multibande sélectionnée.
Pour démontrer la conception possible d'un transformateur et d'un élément résistif adaptés, nous présentons des photographies de composants T2FD d'un certain produit industriel.
Fig. 15 Balun-transformateur de résistance 1:13 et élément résistif pour T2FD
Le balun est réalisé sur les jumelles : 1 enroulement - 3 tours de fil 0,75mm (émail) connecté au connecteur, 2 enroulements - 11 tours de fil 0,5mm dans Isolation PVC reliée à l'antenne.
6. Antenne en forme de V.
En donnant une forme en V à deux longs fils horizontaux, vous pouvez obtenir une antenne d'émission et de réception d'ondes stationnaires directionnelles symétriques avec polarisation linéaire (Fig. 16). Par rapport aux antennes réalisées sous la forme d'un seul long fil, il est possible d'obtenir à la fois une augmentation du gain de 3 dB et une amélioration du diagramme de rayonnement.
Fig. 16 a) Antenne en forme de V, b) Dépendance des paramètres de l'antenne sur
la longueur des rayons
À mesure que la longueur des conducteurs composant l'antenne augmente, le gain augmente et la directivité de l'antenne augmente. Le faisceau principal gravite vers la bissectrice de l’angle d’ouverture. La valeur optimale de cet angle diminue avec l'allongement du bras d'antenne (Fig. 16b).
À mesure que l'angle α diminue, l'impédance d'entrée de l'antenne diminue également, et vice versa, à mesure que l'angle α augmente, l'impédance d'entrée augmente. L'impédance d'entrée de l'antenne augmente également avec l'augmentation de la longueur des bras. Avec des bras très longs, l'impédance d'entrée de l'antenne est de 600 Ohms. Dans ce cas, l'antenne peut être alimentée à l'aide d'une ligne aérienne à deux fils adaptée ou d'un balun, illustré à la Fig. 15.
La longueur des bras d'une antenne en forme de V est calculée par la formule : l (m) = 150(n-0,05)/f (MHz) , où n est le nombre de sous-ondes qui correspondent à la longueur du bras.
Au sein de la bande, l'antenne en forme de V est assez large bande, mais peut également fonctionner dans plusieurs bandes. Ainsi, une antenne conçue pour la portée de 15 mètres (l=4,5λ, Ku=6,5dB) est adaptée avec succès pour fonctionner sur 10m ((l=6λ, Ku=6,5dB) et 20m (l=3λ, Ku =5dB). ). À 40 m et 80 m, elle restera également opérationnelle, mais avec un gain moindre.
Pour former un diagramme de rayonnement « unidirectionnel » dans le plan horizontal, des antennes inclinées en forme de V sont utilisées (Fig. 17 ) .
De telles conceptions sont souvent des antennes standard pour les stations de radio militaires et présentent un décalage du diagramme de rayonnement dans la direction opposée à la pointe de la lettre V.
La conception d'une antenne « fil long » sous la forme d'un fil long est assez simple et ne nécessite pas de dépenses particulières. Mais malheureusement, il prend beaucoup de place, et plus il est long, meilleure est sa directivité et plus le gain est élevé.
Fig.9 Antenne à fil long
Avec une sélection appropriée de la taille du fil long et de l'alimentation électrique, cette conception fera normalement face à la fonction d'une antenne HF multibande.
Lors du choix de la longueur du faisceau, Rothhammel conseille de respecter la formule suivante :
l (m) = 150(n-0,05)/f (MHz) , où n est le nombre d'alternances qui s'inscrivent dans la longueur du fil, et f est la fréquence de résonance.
Ensuite le nomogramme qui détermine le gain et la résistance de l'antenne, ainsi que l'angle de propagation de l'onde en fonction de la longueur de l'émetteur prend la forme suivante :
Fig. 10 Gain et angle de propagation de l'onde Fil Long en fonction de la longueur
Et pour plus de clarté, nous présentons également les diagrammes de rayonnement de l'antenne « fil long » en fonction de la longueur de la toile.
Fig. 11 Diagrammes de rayonnement de l'antenne. « fil long » selon la longueur.
D'après le diagramme de rayonnement du vibrateur demi-onde (l = 0,5λ), il ressort clairement que le rayonnement maximum est dirigé perpendiculairement à l'axe de l'antenne. À mesure que la longueur de l'antenne augmente, la direction du lobe principal du diagramme de rayonnement se rapproche de plus en plus de l'axe de l'antenne, et en même temps l'intensité du rayonnement en direction du lobe principal augmente.
L'antenne LW « fil long » conçue par J. Fuchs (OE1JF), baptisée antenne « Fuchs » (également connue sous le nom d'antenne Fuchs) en l'honneur de l'auteur, est très appréciée des radioamateurs . Sa version modifiée est présentée à la Fig. 12.
Fig. 12 Conception de l'antenne Fuchs
L'antenne est un fil d'une longueur qui est un multiple d'une demi-onde , ainsi qu'un transformateur de résistance pour s'adapter à l'émetteur. Une extrémité de l'antenne est pratiquement située à côté de l'émetteur et la seconde est fixée à une colline, par exemple à un arbre ou au toit d'un bâtiment plus élevé.
Le transformateur est réalisé soit sur un noyau toroïdal en ferrite (HF nécessaire pour obtenir une résonance normale, Fig. 13 à gauche), soit sur une sorte de cadre diélectrique (Fig. 13 à droite).
Fig. 13 Options de transformateur pour l'antenne Fuchs
Le rapport des tours des enroulements du transformateur est généralement de 1:7 à 1:10. Ce rapport détermine une amplitude de signal significative sur l'enroulement secondaire du transformateur (7...10 fois supérieure à celle de la sortie de l'émetteur ou de l'émetteur-récepteur), ce qui impose des exigences strictes sur le paramètre de tension de claquage de l'unité de commande aéroportée. Ainsi, par exemple, avec une puissance d'entrée de 100 W, la tension sur l'enroulement secondaire du transformateur sera de ~ 1000 V.
La résistance peut également être transformée à l'aide d'un balun. C'est la conception d'une telle antenne Long Wire d'Ivo Brugnera I6IBE que nous avons examinée en détail sur la page - [lien vers la page] . La longueur du contrepoids est insignifiante et est choisie en fonction de la puissance maximale de l'antenne.
Un avantage important d'un émetteur demi-onde est qu'il peut fonctionner non seulement à la fréquence fondamentale correspondant à une demi-onde, mais également à ses harmoniques. C'est-à-dire qu'un fil de 40 mètres de long, réglé sur la portée de 80 mètres, fera un excellent travail avec la portée de 40 mètres (contenant 2 demi-ondes), et avec le 30 mètres (3 demi-ondes), et avec le 20 mètres (4 demi-ondes), etc. etc., et plus la fréquence est élevée, plus le gain de l'antenne sera élevé.
5. Antenne haut débit T2FD.
L'antenne T2FD (Fig. 14) fonctionne dans une large gamme de fréquences (le rapport des fréquences extrêmes est de 1:5) sans directivité prononcée (presque circulaire) dans le plan horizontal.
Fig. 14 Conception de l'antenne T2FD Le
diagramme de rayonnement vertical du T2FD est allongé vers le haut, c'est-à-dire que la majeure partie du rayonnement est dirigée vers le haut, ce qui rend l'antenne T2FT impropre à la communication avec les stations de radio DX.
Le gain de l'antenne T2FD dans les plages supérieures est proche de celui d'un dipôle demi-onde, mais aux fréquences inférieures, il est quelque peu inférieur à celui d'un dipôle.
L'angle d'inclinaison optimal de l'antenne est de 30°, mais il est acceptable d'utiliser une antenne avec un angle d'inclinaison de 20 à 40°.
La puissance de la résistance de charge non inductive ne doit pas être inférieure à 35 % de la puissance fournie à l'antenne.
En fonction de la bande de fréquences de fonctionnement préférée, le créateur de l'antenne (W1BRK) a proposé deux versions de sa conception, différant par la taille du vibrateur à boucle, ainsi que par la hauteur d'installation de l'extrémité gauche (Fig. 14) de celui-ci :
Pour la bande de fréquences 3,5...17 MHz - B = 28,5 m, A = 0,86 m et H = 17,1 m ;
pour la bande de fréquences 7...35 MHz – B = 14,3 m, A = 0,46 m et H = 9,8 m.
Évidemment, une antenne qui contient un élément résistif dans l'émetteur (qui assure précisément sa large bande) aura des performances légèrement moins bonnes sur chaque bande que les vibrateurs demi-onde monobande classiques correspondants. Cependant, certaines pertes d'efficacité sont souvent justifiées par la simplicité de conception de l'antenne multibande sélectionnée.
Pour démontrer la conception possible d'un transformateur et d'un élément résistif adaptés, nous présentons des photographies de composants T2FD d'un certain produit industriel.
Fig. 15 Balun-transformateur de résistance 1:13 et élément résistif pour T2FD
Le balun est réalisé sur les jumelles : 1 enroulement - 3 tours de fil 0,75mm (émail) connecté au connecteur, 2 enroulements - 11 tours de fil 0,5mm dans Isolation PVC reliée à l'antenne.
6. Antenne en forme de V.
En donnant une forme en V à deux longs fils horizontaux, vous pouvez obtenir une antenne d'émission et de réception d'ondes stationnaires directionnelles symétriques avec polarisation linéaire (Fig. 16). Par rapport aux antennes réalisées sous la forme d'un seul long fil, il est possible d'obtenir à la fois une augmentation du gain de 3 dB et une amélioration du diagramme de rayonnement.
Fig. 16 a) Antenne en forme de V, b) Dépendance des paramètres de l'antenne sur
la longueur des rayons
À mesure que la longueur des conducteurs composant l'antenne augmente, le gain augmente et la directivité de l'antenne augmente. Le faisceau principal gravite vers la bissectrice de l’angle d’ouverture. La valeur optimale de cet angle diminue avec l'allongement du bras d'antenne (Fig. 16b).
À mesure que l'angle α diminue, l'impédance d'entrée de l'antenne diminue également, et vice versa, à mesure que l'angle α augmente, l'impédance d'entrée augmente. L'impédance d'entrée de l'antenne augmente également avec l'augmentation de la longueur des bras. Avec des bras très longs, l'impédance d'entrée de l'antenne est de 600 Ohms. Dans ce cas, l'antenne peut être alimentée à l'aide d'une ligne aérienne à deux fils adaptée ou d'un balun, illustré à la Fig. 15.
La longueur des bras d'une antenne en forme de V est calculée par la formule : l (m) = 150(n-0,05)/f (MHz) , où n est le nombre de sous-ondes qui correspondent à la longueur du bras.
Au sein de la bande, l'antenne en forme de V est assez large bande, mais peut également fonctionner dans plusieurs bandes. Ainsi, une antenne conçue pour la portée de 15 mètres (l=4,5λ, Ku=6,5dB) est adaptée avec succès pour fonctionner sur 10m ((l=6λ, Ku=6,5dB) et 20m (l=3λ, Ku =5dB). ). À 40 m et 80 m, elle restera également opérationnelle, mais avec un gain moindre.
Pour former un diagramme de rayonnement « unidirectionnel » dans le plan horizontal, des antennes inclinées en forme de V sont utilisées (Fig. 17 ) .
De telles conceptions sont souvent des antennes standard pour les stations de radio militaires et présentent un décalage du diagramme de rayonnement dans la direction opposée à la pointe de la lettre V.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:27
Conception d'antenne à fil long avec balun 9:1 d'Ivo Brugnera
Antenne émetteur-récepteur ondes courtes I6IBE « Long
Wire » ou « corde » pour la gamme 1,6...50 MHz
Wire » ou « corde » pour la gamme 1,6...50 MHz
La conception de l'antenne « à fil long » sous la forme d'un long fil présente cependant un certain nombre d'inconvénients, cependant, en raison de l'absence de coûts élevés et de la facilité de déploiement, elle jouit d'une popularité constante et bien méritée parmi les radioamateurs. Un autre avantage important de Long Wire est qu'avec une sélection appropriée des dimensions de l'antenne et de l'alimentation électrique, cette conception peut bien remplir la fonction d'une antenne HF multibande.
Faisons connaissance avec le contenu de l'article rédigé par le spécialiste italien largement connu dans les cercles restreints - Ivo Brugnera (I6IBE).
Antenne Long Wire avec Balun 9:1
« Bonjour, si vous décidez de commencer à maîtriser les ondes courtes, vous avez besoin d'une antenne simple que vous pouvez rapidement fabriquer à partir d'un morceau de fil, en l'associant à la ligne de réception/transmission via un transformateur toroïdal ( ou Balun) avec une transformation de coefficient de résistance 9:1.
Fig. 1 Antenne à fil long d'Ivo Brugnera I6IBE
Le faisceau calculé de fil électrique utilisé comme antenne (Fig. 1) a une impédance typique d'environ 400 à 600 Ohms. Par conséquent, un transformateur 9:1 (balun) l'amènera à une valeur typique de 50 ohms, adaptée à tous les appareils d'émission et de réception radioamateur dans les bandes HF et rendra le ROS proche de 1.
Cette antenne est vendue sous différents noms. , mais compte tenu de son prix de vente élevé, il est recommandé de la fabriquer soi-même.
La taille de la partie émettrice du « faisceau long » dépend de la disponibilité de l'espace libre, mais le bon choix de la longueur du fil permet d'obtenir un faible ROS pour toute la gamme HF, comme illustré dans le tableau comparatif.
Tableau 1 Dépendance du ROS du fil long sur la fréquence et la longueur de l'antenne
Pour le balun, vous pouvez choisir un tore rouge (T-200/2) ou bleu (T-200/1) en poudre de fer AMIDON. Les enroulements contiennent de 9 à 15 tours de fils triples d'un diamètre d'au moins 1 mm en fil de cuivre émaillé, connectés conformément à la Fig. 2.
Le balun doit être placé dans un boîtier étanche, d'où sortiront uniquement le connecteur SO239 pour le câble coaxial et la borne pour le fil d'antenne.
A l'extérieur du boîtier à proximité immédiate du connecteur, il est conseillé d'installer une self de blocage RFI pour bloquer le rayonnement de la tresse du câble et restituer une partie de l'énergie transmise.
Fig. 2 Balun 9:1 et starter pour antenne à fil long.
Le starter peut être constitué d'un câble coaxial et composé de 10 tours de RG58, enroulés uniformément sur un tore T-200/1 ou T-200/2, ou 4+4. tours enroulés en antiphase, comme le montre la figure.
Lors du choix du numéro de mélange (couleur) des tores pour le balun et le starter (en fonction de la plage de fréquences), vous devez partir des informations données sur la Fig. 3.
Fig.3 Sélection du numéro de mélange toroïdal pour le balun et la self de l'antenne LW
Quant à la puissance du balun, c'est à dire. sa capacité à travailler sans saturer le tore, elle dépend des dimensions hors tout du noyau. La taille T50 peut supporter 100 W, T200 – 400 W, T240 – 800 W.
Dans mon cas, à l'aide de cette antenne, tendue entre la clôture et le balcon de mon appartement, (peut aussi être installée en zigzag ou en V, L inversé, etc.), et également à l'aide d'un automatique tuner, j'obtiens une adaptation parfaite sur tout le spectre de 1,6 à 50 MHz avec de bons résultats (en particulier sur les bandes de 80 et 160 mètres) – pas pire qu'avec un dipôle pleine grandeur de 80 mètres.
Commentaire de Vpayaem.ru :
La taille de la partie rayonnante de l'antenne décrite diffère du fil long classique, dans lequel la longueur du fil est un multiple de la demi-onde des fréquences reçues. Il s'ensuit que son impédance est nettement inférieure à celle d'un émetteur demi-onde. Et ceci, à son tour, rend hautement souhaitable une sorte de mise à la terre radio ou de contrepoids, dont la longueur est choisie en fonction de la puissance maximale rayonnée.
En fait, bien qu'il n'y ait pas de connexion à la terre sur la figure 1, le schéma balun suppose clairement cette connexion.
Étant donné que le balun est enroulé sur un noyau à faible perméabilité magnétique, dans les bandes inférieures, il y a une diminution de l'efficacité et une augmentation des pertes, qui à 1,6 MHz peuvent atteindre -5,5 dB. Par conséquent, ce balun est préférable pour un fonctionnement dans la plage de 7,0...30 MHz, mais il pourrait très bien être utile à 3,5 MHz si rien de mieux n'est disponible.
Dans l'ensemble, si vous disposez d'un tuner d'antenne, le balun n'est pas du tout un élément si nécessaire et vous pouvez facilement le jeter, ce qui est confirmé par une vidéo de l'antenne fonctionnant avec un faisceau de 16,2 mètres de long, présentée sur la page VK. du Club des Radio Amateurs et Voyageurs "Radio Volna"
Faisons connaissance avec le contenu de l'article rédigé par le spécialiste italien largement connu dans les cercles restreints - Ivo Brugnera (I6IBE).
Antenne Long Wire avec Balun 9:1
« Bonjour, si vous décidez de commencer à maîtriser les ondes courtes, vous avez besoin d'une antenne simple que vous pouvez rapidement fabriquer à partir d'un morceau de fil, en l'associant à la ligne de réception/transmission via un transformateur toroïdal ( ou Balun) avec une transformation de coefficient de résistance 9:1.
Fig. 1 Antenne à fil long d'Ivo Brugnera I6IBE
Le faisceau calculé de fil électrique utilisé comme antenne (Fig. 1) a une impédance typique d'environ 400 à 600 Ohms. Par conséquent, un transformateur 9:1 (balun) l'amènera à une valeur typique de 50 ohms, adaptée à tous les appareils d'émission et de réception radioamateur dans les bandes HF et rendra le ROS proche de 1.
Cette antenne est vendue sous différents noms. , mais compte tenu de son prix de vente élevé, il est recommandé de la fabriquer soi-même.
La taille de la partie émettrice du « faisceau long » dépend de la disponibilité de l'espace libre, mais le bon choix de la longueur du fil permet d'obtenir un faible ROS pour toute la gamme HF, comme illustré dans le tableau comparatif.
Tableau 1 Dépendance du ROS du fil long sur la fréquence et la longueur de l'antenne
Pour le balun, vous pouvez choisir un tore rouge (T-200/2) ou bleu (T-200/1) en poudre de fer AMIDON. Les enroulements contiennent de 9 à 15 tours de fils triples d'un diamètre d'au moins 1 mm en fil de cuivre émaillé, connectés conformément à la Fig. 2.
Le balun doit être placé dans un boîtier étanche, d'où sortiront uniquement le connecteur SO239 pour le câble coaxial et la borne pour le fil d'antenne.
A l'extérieur du boîtier à proximité immédiate du connecteur, il est conseillé d'installer une self de blocage RFI pour bloquer le rayonnement de la tresse du câble et restituer une partie de l'énergie transmise.
Fig. 2 Balun 9:1 et starter pour antenne à fil long.
Le starter peut être constitué d'un câble coaxial et composé de 10 tours de RG58, enroulés uniformément sur un tore T-200/1 ou T-200/2, ou 4+4. tours enroulés en antiphase, comme le montre la figure.
Lors du choix du numéro de mélange (couleur) des tores pour le balun et le starter (en fonction de la plage de fréquences), vous devez partir des informations données sur la Fig. 3.
Fig.3 Sélection du numéro de mélange toroïdal pour le balun et la self de l'antenne LW
Quant à la puissance du balun, c'est à dire. sa capacité à travailler sans saturer le tore, elle dépend des dimensions hors tout du noyau. La taille T50 peut supporter 100 W, T200 – 400 W, T240 – 800 W.
Dans mon cas, à l'aide de cette antenne, tendue entre la clôture et le balcon de mon appartement, (peut aussi être installée en zigzag ou en V, L inversé, etc.), et également à l'aide d'un automatique tuner, j'obtiens une adaptation parfaite sur tout le spectre de 1,6 à 50 MHz avec de bons résultats (en particulier sur les bandes de 80 et 160 mètres) – pas pire qu'avec un dipôle pleine grandeur de 80 mètres.
Commentaire de Vpayaem.ru :
La taille de la partie rayonnante de l'antenne décrite diffère du fil long classique, dans lequel la longueur du fil est un multiple de la demi-onde des fréquences reçues. Il s'ensuit que son impédance est nettement inférieure à celle d'un émetteur demi-onde. Et ceci, à son tour, rend hautement souhaitable une sorte de mise à la terre radio ou de contrepoids, dont la longueur est choisie en fonction de la puissance maximale rayonnée.
En fait, bien qu'il n'y ait pas de connexion à la terre sur la figure 1, le schéma balun suppose clairement cette connexion.
Étant donné que le balun est enroulé sur un noyau à faible perméabilité magnétique, dans les bandes inférieures, il y a une diminution de l'efficacité et une augmentation des pertes, qui à 1,6 MHz peuvent atteindre -5,5 dB. Par conséquent, ce balun est préférable pour un fonctionnement dans la plage de 7,0...30 MHz, mais il pourrait très bien être utile à 3,5 MHz si rien de mieux n'est disponible.
Dans l'ensemble, si vous disposez d'un tuner d'antenne, le balun n'est pas du tout un élément si nécessaire et vous pouvez facilement le jeter, ce qui est confirmé par une vidéo de l'antenne fonctionnant avec un faisceau de 16,2 mètres de long, présentée sur la page VK. du Club des Radio Amateurs et Voyageurs "Radio Volna"
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:27
Antenne demi-boucle pour les bandes 80, 40, 20, 15 et 10 mètres
Comment pallier les principaux inconvénients d'une antenne « fil long » par des méthodes simples, tout en conservant sa simplicité de conception ?
Le principal inconvénient d’une antenne multibande « fil long » (LW) est sa haute impédance et, par conséquent, une adaptation peu pratique avec des charges de 50 ou 75 ohms. Les hautes tensions induites dans les antennes d'émission à haute résistance imposent des exigences strictes aux éléments des circuits d'adaptation et sont une source d'interférences électromagnétiques accrues. De plus, LW (comme toute antenne en circuit ouvert) est sujette à l'accumulation de potentiel statique, dont la valeur peut atteindre des dizaines, voire des centaines de kilovolts.
Nikolai Kudryavchenko (UR0GT), grand passionné, expert et développeur d'équipements d'antenne, nous a expliqué comment surmonter immédiatement tous ces défauts d'un seul coup, tout en conservant la simplicité structurelle d'un long fil. Voici le design qu'il a proposé sur la page du site http://antentop.org :
Antenne demi-boucle pour les bandes 80, 40, 20 et 15 mètres
C'est une antenne très simple et efficace qui fonctionne dans plusieurs bandes amateurs : 80, 40, 20 et 15 mètres . L'antenne a une impédance d'entrée de 75 ohms. La figure 1 montre la conception de l'antenne.
Fig. 1 Conception d'une antenne demi-boucle par Nikolai Kudryavchenko (UR0GT)
Le modèle demi-boucle du programme MMANA est le suivant :
Nikolai Kudryavchenko (UR0GT), grand passionné, expert et développeur d'équipements d'antenne, nous a expliqué comment surmonter immédiatement tous ces défauts d'un seul coup, tout en conservant la simplicité structurelle d'un long fil. Voici le design qu'il a proposé sur la page du site http://antentop.org :
Antenne demi-boucle pour les bandes 80, 40, 20 et 15 mètres
C'est une antenne très simple et efficace qui fonctionne dans plusieurs bandes amateurs : 80, 40, 20 et 15 mètres . L'antenne a une impédance d'entrée de 75 ohms. La figure 1 montre la conception de l'antenne.
Fig. 1 Conception d'une antenne demi-boucle par Nikolai Kudryavchenko (UR0GT)
Le modèle demi-boucle du programme MMANA est le suivant :
*
3,67
***Fils***
4
0,0, 26,2, 0,0, 0,0, 26,2, 12,82, 0,001, -1
0,0, 26,2, 12,82, 0,0, 0,0, 2,6, 0,001, -1
0,0, 0,0, 0,1, 0,0, 0,0, 2,6, 0,014, -1
0,0, 0,0, 0,1, 0,0, 0,0, 0,0, 0,001, -1
***Source***
1, 0
w4c, 0,0, 1,0
***Charge***
0, 1
* **Segmentation***
800, 80, 1,6, 4
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0,0, 3, 75,0, 120, 60, 0,0
###Commentaire###
Mod par Nikolay, UR0GT 09/06/07 11:06:42
3,67
***Fils***
4
0,0, 26,2, 0,0, 0,0, 26,2, 12,82, 0,001, -1
0,0, 26,2, 12,82, 0,0, 0,0, 2,6, 0,001, -1
0,0, 0,0, 0,1, 0,0, 0,0, 2,6, 0,014, -1
0,0, 0,0, 0,1, 0,0, 0,0, 0,0, 0,001, -1
***Source***
1, 0
w4c, 0,0, 1,0
***Charge***
0, 1
* **Segmentation***
800, 80, 1,6, 4
***G/H/M/R/AzEl/X***
2, 0,0, 3, 75,0, 120, 60, 0,0
###Commentaire###
Mod par Nikolay, UR0GT 09/06/07 11:06:42
Les graphiques SWR de l'antenne (de haut en bas) pour : les plages de 80 mètres, 40 mètres, 20 mètres et 15 mètres sont présentés sur la figure 2.
Fig. 2 Graphiques SWR de l'antenne (de haut en bas) pour : bandes de 80, 40, 20 et 15 m.
Ensuite sur la figure 3 se trouvent les diagrammes de rayonnement indiquant le gain de l'antenne (Ga) pour les mêmes plages (de haut en bas) : 80 mètre, 40 mètres, 20 mètres et 15 mètres.
Fig. 3 Antenne demi-boucle DD (de haut en bas) pour : bandes de 80, 40, 20 et 15 mètres
L'auteur n'a pas mentionné que sur la portée de 10 mètres l'antenne qu'il a développée fonctionne également de manière tout à fait satisfaisante, offrant un gain d'environ 5dBi et un SWR acceptable, qui, si nécessaire, peut être encore réduit à l'aide d'un simple tuner d'antenne.
Quant à l’électricité statique, elle circule en toute sécurité à travers l’extrémité mise à la terre de la feuille d’antenne. Et si vous prenez en outre soin de creuser cette électrode de terre à 1,5...3 mètres dans le sol, elle remplira également correctement le rôle de paratonnerre, ce qui est très important dans la fabrication de tout type d'antennes.
L'antenne décrite, à mon avis, s'est avérée très réussie et peut trouver la place qui lui revient même dans une petite zone d'une maison de campagne.
Fig. 2 Graphiques SWR de l'antenne (de haut en bas) pour : bandes de 80, 40, 20 et 15 m.
Ensuite sur la figure 3 se trouvent les diagrammes de rayonnement indiquant le gain de l'antenne (Ga) pour les mêmes plages (de haut en bas) : 80 mètre, 40 mètres, 20 mètres et 15 mètres.
Fig. 3 Antenne demi-boucle DD (de haut en bas) pour : bandes de 80, 40, 20 et 15 mètres
L'auteur n'a pas mentionné que sur la portée de 10 mètres l'antenne qu'il a développée fonctionne également de manière tout à fait satisfaisante, offrant un gain d'environ 5dBi et un SWR acceptable, qui, si nécessaire, peut être encore réduit à l'aide d'un simple tuner d'antenne.
Quant à l’électricité statique, elle circule en toute sécurité à travers l’extrémité mise à la terre de la feuille d’antenne. Et si vous prenez en outre soin de creuser cette électrode de terre à 1,5...3 mètres dans le sol, elle remplira également correctement le rôle de paratonnerre, ce qui est très important dans la fabrication de tout type d'antennes.
L'antenne décrite, à mon avis, s'est avérée très réussie et peut trouver la place qui lui revient même dans une petite zone d'une maison de campagne.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:28
Antenne mini-fouet courte
Légendes et mythes sur le "Flying Dutchman"
Oh, combien de lances ont été brisées et de haches émoussées lors des débats sur les forums autour de cette petite antenne développée par le passionné néerlandais Roelof Backer.
Le sujet me semble intéressant, d'autant plus que, contrairement à l'opinion de nombreux habitants des communautés en ligne, il ne viole aucune loi fondamentale de la physique.
Voilà à peu près à quoi ressemble l'antenne.
Fig. 1
Mais l'auteur propose un tel circuit pour alimenter un câble de communication avec un récepteur radio.
Fig. 2
Cela ne sera pas dit avec colère, mais en outre, pour bien comprendre le fonctionnement de cet appareil, on ne peut se passer d'une excursion théorique dans le monde des formules. Je vais essayer de me limiter à l'essentiel.
Tout d'abord, estimons la tension induite sur l'antenne :
e = hd*E, où E est l'intensité du champ de la station radio, et hd est la hauteur effective de l'antenne. La hauteur effective de l'antenne (hd) est généralement inférieure à la hauteur géométrique (h).
Pour les antennes courtes dont la hauteur est bien inférieure à (lambda)/4, hd sera d'environ 0,5*h. Remplacer :
e = 0,5*h*E.
Tout est évident ici : plus l'antenne est longue, plus la force électromotrice induite est élevée.
Si l'intensité du champ de la station radio est de 1 mV/m, la tension induite sur notre antenne de 5 cm sera :
e = 0,5*0,05m*1mV/m* = 0,025mV= 25 µV.
Étant donné que la sensibilité des récepteurs radio modernes est de 1 à 2 µV, l'intensité de champ minimale de la station radio disponible pour la réception par une telle antenne sera de 100 µV/m. Un peu trop, mais on entend quelque chose.
Alors à quoi servent de tels dispositifs, si un télescope standard d'environ un mètre de long est induit par une CEM d'une amplitude 20 fois supérieure à celle captée par cet osier de cinq centimètres ?
Et le fait est que nous emmenons cette merde hollandaise en dehors des demeures de pierre, à l'intérieur desquelles le signal radio est non seulement affaibli, mais également envahi par les interférences internes des appareils électroménagers, des lampes d'éclairage et autres conneries. C'est pourquoi, outre le bruit et les crépitements, il est pratiquement impossible de capter quoi que ce soit avec les antennes fouet d'intérieur, même si cette antenne est un morceau de fil de 5 mètres.
Je me demande quelles propriétés ont les antennes fouet courtes sur différentes bandes en termes de capacité et de résistance ?
Pour ce faire, tournons-nous vers le merveilleux article de Vladimir Timofeevich Polyakov « Sur l'impédance des antennes courtes », disponible sur le lien http://qrp.ru/articles/56-ra3aae-articles/394-short- fourmi.
« Il est bien connu que les antennes filaires ou fouets électriquement courtes (moins d’un quart de longueur d’onde) ont une réactance capacitive X et une faible résistance au rayonnement actif r, la première augmentant avec le raccourcissement de l’antenne et la seconde diminuant.
Pour notre cas, lorsque r << X, le circuit équivalent résultant de l'antenne de réception est représenté sur la figure 3, et on peut voir que l'impédance de l'antenne est déterminée par le condensateur C et la résistance R connectés en parallèle. L'impédance shunte l'entrée du récepteur, qu'il y ait ou non une tension de signal sur l'antenne. La capacité C est simplement la capacité de l'antenne ; pour un fil fin, elle peut être facilement trouvée à raison de 5...7 pF/m, et pour des antennes télescopiques relativement « épaisses » - 8...12 pF/m, ", écrit l'auteur dans cet article.
Fig. 3
Calculons ces paramètres pour des antennes de différentes longueurs sur des bandes d'ondes courtes.
Pour un fil fin en espace libre, l'impédance caractéristique de l'antenne (W) est généralement supposée être de 600 Ohms. . En tenant compte de cette valeur, la formule de calcul de la résistance prend la forme simple :
, où l est la longueur d'onde , h est la longueur géométrique de notre morceau de fil. Nous résumerons
les données dans un tableau.
Le sujet me semble intéressant, d'autant plus que, contrairement à l'opinion de nombreux habitants des communautés en ligne, il ne viole aucune loi fondamentale de la physique.
Voilà à peu près à quoi ressemble l'antenne.
Fig. 1
Mais l'auteur propose un tel circuit pour alimenter un câble de communication avec un récepteur radio.
Fig. 2
Cela ne sera pas dit avec colère, mais en outre, pour bien comprendre le fonctionnement de cet appareil, on ne peut se passer d'une excursion théorique dans le monde des formules. Je vais essayer de me limiter à l'essentiel.
Tout d'abord, estimons la tension induite sur l'antenne :
e = hd*E, où E est l'intensité du champ de la station radio, et hd est la hauteur effective de l'antenne. La hauteur effective de l'antenne (hd) est généralement inférieure à la hauteur géométrique (h).
Pour les antennes courtes dont la hauteur est bien inférieure à (lambda)/4, hd sera d'environ 0,5*h. Remplacer :
e = 0,5*h*E.
Tout est évident ici : plus l'antenne est longue, plus la force électromotrice induite est élevée.
Si l'intensité du champ de la station radio est de 1 mV/m, la tension induite sur notre antenne de 5 cm sera :
e = 0,5*0,05m*1mV/m* = 0,025mV= 25 µV.
Étant donné que la sensibilité des récepteurs radio modernes est de 1 à 2 µV, l'intensité de champ minimale de la station radio disponible pour la réception par une telle antenne sera de 100 µV/m. Un peu trop, mais on entend quelque chose.
Alors à quoi servent de tels dispositifs, si un télescope standard d'environ un mètre de long est induit par une CEM d'une amplitude 20 fois supérieure à celle captée par cet osier de cinq centimètres ?
Et le fait est que nous emmenons cette merde hollandaise en dehors des demeures de pierre, à l'intérieur desquelles le signal radio est non seulement affaibli, mais également envahi par les interférences internes des appareils électroménagers, des lampes d'éclairage et autres conneries. C'est pourquoi, outre le bruit et les crépitements, il est pratiquement impossible de capter quoi que ce soit avec les antennes fouet d'intérieur, même si cette antenne est un morceau de fil de 5 mètres.
Je me demande quelles propriétés ont les antennes fouet courtes sur différentes bandes en termes de capacité et de résistance ?
Pour ce faire, tournons-nous vers le merveilleux article de Vladimir Timofeevich Polyakov « Sur l'impédance des antennes courtes », disponible sur le lien http://qrp.ru/articles/56-ra3aae-articles/394-short- fourmi.
« Il est bien connu que les antennes filaires ou fouets électriquement courtes (moins d’un quart de longueur d’onde) ont une réactance capacitive X et une faible résistance au rayonnement actif r, la première augmentant avec le raccourcissement de l’antenne et la seconde diminuant.
Pour notre cas, lorsque r << X, le circuit équivalent résultant de l'antenne de réception est représenté sur la figure 3, et on peut voir que l'impédance de l'antenne est déterminée par le condensateur C et la résistance R connectés en parallèle. L'impédance shunte l'entrée du récepteur, qu'il y ait ou non une tension de signal sur l'antenne. La capacité C est simplement la capacité de l'antenne ; pour un fil fin, elle peut être facilement trouvée à raison de 5...7 pF/m, et pour des antennes télescopiques relativement « épaisses » - 8...12 pF/m, ", écrit l'auteur dans cet article.
Fig. 3
Calculons ces paramètres pour des antennes de différentes longueurs sur des bandes d'ondes courtes.
Pour un fil fin en espace libre, l'impédance caractéristique de l'antenne (W) est généralement supposée être de 600 Ohms. . En tenant compte de cette valeur, la formule de calcul de la résistance prend la forme simple :
, où l est la longueur d'onde , h est la longueur géométrique de notre morceau de fil. Nous résumeronsles données dans un tableau.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:28
Antenne boucle HF - VHF
Antenne magnétique intérieure non résonante pour la réception haut débit
À proprement parler, il n’est pas particulièrement nécessaire de chanter des louanges et de faire de la publicité pour les antennes à boucle magnétique. Toutes les informations utiles sur ce type d'antennes et leur utilisation dans la pratique du radioamateur se trouvent facilement sur Internet, ou dans des livres intelligents. Vous trouverez ici des calculs théoriques avec des formules, des diagrammes de rayonnement d'antenne, des valeurs d'efficacité en mode transmission et de nombreuses options pour des conceptions pratiques.
Il semblerait, collectionnez - je ne veux pas !
Mais comme cela arrive souvent, au moment le plus inopportun, un petit « mais » s'installe silencieusement sur un radioamateur avec une lime à la main et une conduite d'eau dans l'autre - tous ces cadres magnétiques décrits avec tant de détails résonnent. Cela signifie qu’en même temps que nous tournons le bouton de réglage du récepteur, nous devons faire preuve de créativité et activer le condensateur variable, qui est un attribut inévitable des antennes à boucle résonante.
Cette tâche, je vous le dis, n'est pas pour les âmes sensibles, surtout si l'antenne repose quelque part sur un rebord de fenêtre ou, à Dieu ne plaise, sur un balcon, et que vous, votre Degen et une canette de bière vous prélassez de manière imposante sur le canapé dans l'espoir de numériser avec confort et compétence.
Ainsi, si de telles manipulations n'éteignent pas l'étincelle dans les yeux d'un radioamateur, il a alors un chemin direct vers les rangs ordonnés des admirateurs des antennes à cadre résonnant. Ces antennes sont très performantes et, en même temps que la réception, elles assurent une bonne présélection du signal contre les interférences hors bande.
Et nous, paresseux mais intelligents, fabriquerons une antenne cadre HF haut débit non résonnante.
Il existe beaucoup moins de descriptions de la conception de ces antennes que de leurs analogues résonants, mais elles existent toujours.
À un moment donné, j'ai fabriqué une antenne magnétique à large bande, donnée sur la page du forum radio http://www.radioscanner.ru/forum/topic34670.html, par un participant respecté nommé 1428. L'antenne s'est comportée exactement conformément à la description de l'auteur et autorisé dans un appartement urbain, contrairement à un télescope standard, vous pouvez profiter non seulement des diffuseurs chinois, mais aussi des voix rauques de puissants radioamateurs.
Ses propriétés de réception se sont avérées un peu pires que celles d'un fil de 5 mètres jeté par la fenêtre, mais pas de beaucoup.
- Est-il possible de le rendre un peu meilleur ? - Je me suis demandé, réalisant dans mon cœur que seul un amplificateur connecté entre l'antenne et l'entrée basse impédance du récepteur pourrait faire face à cette tâche. Je ne voulais absolument pas
faire le même circuit hautement dynamique que nous avons torturé pour un long morceau de fil sur la page lien vers la page , de plus, le signal produit par l'antenne est faible et il ne surchargera pas les circuits d'entrée de notre amplificateur, et il est conseillé de faire en sorte que la consommation de courant ne soit pas trop importante afin qu'elle soit alimentée par une batterie de 9 volts du système Krona.
Le résultat est le diagramme suivant.
Il semblerait, collectionnez - je ne veux pas !
Mais comme cela arrive souvent, au moment le plus inopportun, un petit « mais » s'installe silencieusement sur un radioamateur avec une lime à la main et une conduite d'eau dans l'autre - tous ces cadres magnétiques décrits avec tant de détails résonnent. Cela signifie qu’en même temps que nous tournons le bouton de réglage du récepteur, nous devons faire preuve de créativité et activer le condensateur variable, qui est un attribut inévitable des antennes à boucle résonante.
Cette tâche, je vous le dis, n'est pas pour les âmes sensibles, surtout si l'antenne repose quelque part sur un rebord de fenêtre ou, à Dieu ne plaise, sur un balcon, et que vous, votre Degen et une canette de bière vous prélassez de manière imposante sur le canapé dans l'espoir de numériser avec confort et compétence.
Ainsi, si de telles manipulations n'éteignent pas l'étincelle dans les yeux d'un radioamateur, il a alors un chemin direct vers les rangs ordonnés des admirateurs des antennes à cadre résonnant. Ces antennes sont très performantes et, en même temps que la réception, elles assurent une bonne présélection du signal contre les interférences hors bande.
Et nous, paresseux mais intelligents, fabriquerons une antenne cadre HF haut débit non résonnante.
Il existe beaucoup moins de descriptions de la conception de ces antennes que de leurs analogues résonants, mais elles existent toujours.
À un moment donné, j'ai fabriqué une antenne magnétique à large bande, donnée sur la page du forum radio http://www.radioscanner.ru/forum/topic34670.html, par un participant respecté nommé 1428. L'antenne s'est comportée exactement conformément à la description de l'auteur et autorisé dans un appartement urbain, contrairement à un télescope standard, vous pouvez profiter non seulement des diffuseurs chinois, mais aussi des voix rauques de puissants radioamateurs.
Ses propriétés de réception se sont avérées un peu pires que celles d'un fil de 5 mètres jeté par la fenêtre, mais pas de beaucoup.
- Est-il possible de le rendre un peu meilleur ? - Je me suis demandé, réalisant dans mon cœur que seul un amplificateur connecté entre l'antenne et l'entrée basse impédance du récepteur pourrait faire face à cette tâche. Je ne voulais absolument pas
faire le même circuit hautement dynamique que nous avons torturé pour un long morceau de fil sur la page lien vers la page , de plus, le signal produit par l'antenne est faible et il ne surchargera pas les circuits d'entrée de notre amplificateur, et il est conseillé de faire en sorte que la consommation de courant ne soit pas trop importante afin qu'elle soit alimentée par une batterie de 9 volts du système Krona.
Le résultat est le diagramme suivant.
Riz. 1Pourquoi
tant de bobines ont-elles été fabriquées ? - une question raisonnable se pose. La réponse est simple : par peur, surchargez le mélangeur et provoquez un niveau inacceptable de distorsion d'intermodulation dans les circuits d'entrée du récepteur radio, ce qui annulera finalement tout l'intérêt d'utiliser un amplificateur.
Un signal faible mais très large bande provenant de la sortie d'une antenne cadre non résonante, ayant traversé l'amplificateur cascode sur les transistors T1 et T2, ne sera plus aussi faible, mais restera le même haut débit, et c'est un moyen sûr pour surcharger les étapes suivantes.
Les circuits résonants parallèles introduits dans le circuit remplissent les fonctions de filtres de bande et assurent une amplification en cascade uniquement dans la bande déterminée par la fréquence de résonance de ces circuits.
Un facteur de qualité élevé n'est pas requis de la part des inductances, de plus, il est délibérément abaissé en introduisant la résistance R2 ; Cela a été fait afin d'élargir la bande passante des filtres résonants, ce qui permet de ne pas être trop souvent distrait du processus par des changements de gamme. Et par conséquent, les starters chinois bon marché seront au bon endroit ici.
Le signal provenant de la sortie de notre antenne cadre via le transformateur Tr1 est amplifié par un amplificateur cascode utilisant les transistors T1 et T2.
Les amplificateurs cascode dans les cascades résonantes présentent certains avantages par rapport aux amplificateurs à transistor unique, je suis trop paresseux pour approfondir cette question, si vous êtes intéressé, lisez l'utilisation de circuits cascode dans les amplificateurs des récepteurs radio.
Le coefficient de transmission de l'amplificateur dépend de la position du potentiomètre R9 et prend une valeur de 0 à 25 dB.
L'émetteur suiveur du transistor T3 fait correspondre la sortie de notre circuit avec l'impédance d'entrée de 50 ohms du récepteur radio.
Or, le transformateur Tr1, également connu sous le nom de balun, également connu sous le nom de dispositif permettant d'adapter l'entrée asymétrique d'un amplificateur à une antenne symétrique, est réalisé sur deux tubes de ferrite à partir des câbles du moniteur, qui, après avoir été soigneusement retirés des coques en plastique , doivent être collés ensemble à l'aide de n'importe quelle colle époxy.
Les enroulements primaires contiennent 2 tours de n'importe quel fil d'installation ou d'alimentation en isolation, les enroulements secondaires contiennent 5 tours.
Les enroulements primaires sont enroulés en deux fils à la fois ; il est souhaitable qu'ils soient de couleurs différentes, afin de relier ensuite le début d'un enroulement à l'extrémité de l'autre et d'obtenir un point médian qui est dirigé en contact avec le bus terrestre.
De plus, le transformateur peut être réalisé en stricte conformité avec les recommandations et photographies du participant au forum radio 1428 en utilisant le lien donné ci-dessus, ou sur notre page lien vers la page .
L'épaisseur des fils doit être choisie en fonction de la densité maximale des enroulements à l'intérieur des jumelles ; plus il est difficile de « passer » le dernier tour, mieux le transformateur fonctionnera.
En règle générale, les antennes-cadres sont constituées d'un morceau de câble coaxial dont la tresse extérieure est retirée dans la partie centrale du tissu. Cependant, une comparaison avec un cadre en fil ordinaire a montré que le câble coaxial n'offre aucun avantage en termes de propriétés de bruit de l'antenne cadre.
Par conséquent, l'antenne peut être fabriquée à partir de n'importe quel tube ou fil d'une rigidité suffisante, d'une longueur de 90 à 100 cm, roulez le tout en un anneau et considérez votre mission terminée.
Bon, c'est tout, l'antenne cadre HF-VHF a été assemblée, testée, les avantages par rapport aux prototypes passifs ont été identifiés, et pour cela je tire ma révérence. Je vous souhaite à tous des victoires créatives dans la lutte contre les interférences, le bruit industriel et autres déchets d'origine humaine.
Les tests PS Combat du produit, effectués dans des conditions extrêmes d'un appartement en ville, ont révélé la possibilité d'améliorer les propriétés de réception de l'antenne dans les gammes radio inférieures (de 1 à 2 points sur le S-mètre du récepteur radio). Cela se produit lorsqu'un condensateur C15 d'une capacité de 470 pF est connecté en parallèle au châssis dans la plage de 5 à 10 MHz, ou un condensateur C16 d'une capacité de 2 000 pF dans la plage de 2 à 5 MHz.
Et sur la page suivante, nous poursuivrons nos recherches pour améliorer les propriétés de réception de ces antennes magnétiques, à boucle et, bien sûr, non résonantes.
tant de bobines ont-elles été fabriquées ? - une question raisonnable se pose. La réponse est simple : par peur, surchargez le mélangeur et provoquez un niveau inacceptable de distorsion d'intermodulation dans les circuits d'entrée du récepteur radio, ce qui annulera finalement tout l'intérêt d'utiliser un amplificateur.
Un signal faible mais très large bande provenant de la sortie d'une antenne cadre non résonante, ayant traversé l'amplificateur cascode sur les transistors T1 et T2, ne sera plus aussi faible, mais restera le même haut débit, et c'est un moyen sûr pour surcharger les étapes suivantes.
Les circuits résonants parallèles introduits dans le circuit remplissent les fonctions de filtres de bande et assurent une amplification en cascade uniquement dans la bande déterminée par la fréquence de résonance de ces circuits.
Un facteur de qualité élevé n'est pas requis de la part des inductances, de plus, il est délibérément abaissé en introduisant la résistance R2 ; Cela a été fait afin d'élargir la bande passante des filtres résonants, ce qui permet de ne pas être trop souvent distrait du processus par des changements de gamme. Et par conséquent, les starters chinois bon marché seront au bon endroit ici.
Le signal provenant de la sortie de notre antenne cadre via le transformateur Tr1 est amplifié par un amplificateur cascode utilisant les transistors T1 et T2.
Les amplificateurs cascode dans les cascades résonantes présentent certains avantages par rapport aux amplificateurs à transistor unique, je suis trop paresseux pour approfondir cette question, si vous êtes intéressé, lisez l'utilisation de circuits cascode dans les amplificateurs des récepteurs radio.
Le coefficient de transmission de l'amplificateur dépend de la position du potentiomètre R9 et prend une valeur de 0 à 25 dB.
L'émetteur suiveur du transistor T3 fait correspondre la sortie de notre circuit avec l'impédance d'entrée de 50 ohms du récepteur radio.
Or, le transformateur Tr1, également connu sous le nom de balun, également connu sous le nom de dispositif permettant d'adapter l'entrée asymétrique d'un amplificateur à une antenne symétrique, est réalisé sur deux tubes de ferrite à partir des câbles du moniteur, qui, après avoir été soigneusement retirés des coques en plastique , doivent être collés ensemble à l'aide de n'importe quelle colle époxy.
Les enroulements primaires contiennent 2 tours de n'importe quel fil d'installation ou d'alimentation en isolation, les enroulements secondaires contiennent 5 tours.
Les enroulements primaires sont enroulés en deux fils à la fois ; il est souhaitable qu'ils soient de couleurs différentes, afin de relier ensuite le début d'un enroulement à l'extrémité de l'autre et d'obtenir un point médian qui est dirigé en contact avec le bus terrestre.
De plus, le transformateur peut être réalisé en stricte conformité avec les recommandations et photographies du participant au forum radio 1428 en utilisant le lien donné ci-dessus, ou sur notre page lien vers la page .
L'épaisseur des fils doit être choisie en fonction de la densité maximale des enroulements à l'intérieur des jumelles ; plus il est difficile de « passer » le dernier tour, mieux le transformateur fonctionnera.
En règle générale, les antennes-cadres sont constituées d'un morceau de câble coaxial dont la tresse extérieure est retirée dans la partie centrale du tissu. Cependant, une comparaison avec un cadre en fil ordinaire a montré que le câble coaxial n'offre aucun avantage en termes de propriétés de bruit de l'antenne cadre.
Par conséquent, l'antenne peut être fabriquée à partir de n'importe quel tube ou fil d'une rigidité suffisante, d'une longueur de 90 à 100 cm, roulez le tout en un anneau et considérez votre mission terminée.
Bon, c'est tout, l'antenne cadre HF-VHF a été assemblée, testée, les avantages par rapport aux prototypes passifs ont été identifiés, et pour cela je tire ma révérence. Je vous souhaite à tous des victoires créatives dans la lutte contre les interférences, le bruit industriel et autres déchets d'origine humaine.
Les tests PS Combat du produit, effectués dans des conditions extrêmes d'un appartement en ville, ont révélé la possibilité d'améliorer les propriétés de réception de l'antenne dans les gammes radio inférieures (de 1 à 2 points sur le S-mètre du récepteur radio). Cela se produit lorsqu'un condensateur C15 d'une capacité de 470 pF est connecté en parallèle au châssis dans la plage de 5 à 10 MHz, ou un condensateur C16 d'une capacité de 2 000 pF dans la plage de 2 à 5 MHz.
Et sur la page suivante, nous poursuivrons nos recherches pour améliorer les propriétés de réception de ces antennes magnétiques, à boucle et, bien sûr, non résonantes.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:29
Antenne cadre multitours pour gammes MF-HF-VHF
Antenne magnétique active-passive non résonante pour
réception large bande
réception large bande
Laissons l'expression « Le meilleur est l'ennemi du bien » aux auteurs du dicton, qu'il s'agisse d'un étranger natif de Dresde, d'un mauvais Anglo-Saxon, ou d'un fier petit-fils de Slaves, un Kalmouk... Pendant ce temps, Laissez-nous nous interroger sur la modification d'une antenne cadre bien éprouvée, décrite en détail à la page précédente.
Qu’est-ce qui nous permet de considérer la conception décrite comme « parfaitement éprouvée » ? De nombreuses lettres me parviennent par courrier et sont agrémentées de mots de gratitude pour l'opportunité de plonger dans le monde magique de la radio. Et aussi la possibilité, dans des conditions difficiles d'interférence urbaine, de toucher la mamelle non seulement d'un diffuseur AM chinois mégawatt, mais aussi d'un radioamateur occasionnel avec un indicatif d'appel, et même d'un broyeur d'orgues illégal et gratuit avec un fer à souder dans son ses mains et sa propre antenne travaillent dans le jardin.
Et une autre question raisonnable se pose : pourquoi avons-nous décidé de le modifier ? Ma réponse est la complexité toujours croissante de la situation d'ingérence dans la ville, couplée à la nécessité naturelle d'augmenter d'une manière ou d'une autre le nombre de correspondants reçus !
Je ne sais pas pour vous, mais dernièrement, dans mon appartement en ville, la bande HF a commencé à vibrer avec une régularité enviable. Cela se produit généralement le soir dans la bande de fréquences 3-15 MHz avec une densité de bruit maximale d'environ 7 MHz. Pendant de telles périodes, tous les types d'antennes, à l'exception des cadres magnétiques, sont impuissants à assumer les responsabilités qui leur sont assignées. Mais je reprends la phrase de la page précédente selon laquelle le blindage du cadre (du point de vue des caractéristiques sonores) n'apporte aucun avantage. Dans de telles conditions, c'est vraiment le cas, et en plus du blindage, il est également nécessaire de faire pivoter le plan du cadre dans une position dans laquelle le bruit sera minime.
D'accord, c'est réglé. Quels sont les moyens d’améliorer encore les propriétés réceptrices de l’atenne ?
L'efficacité maximale d'une trame de réception d'un diamètre d'environ 30 cm se situe dans la gamme de fréquences : à partir de 10 MHz et plus. Par efficacité dans ce cas, j'entends un paramètre tel que le rapport signal/bruit de la station reçue. Dans les plages de fréquences inférieures, le maintien de ce paramètre nécessite un plus grand nombre de tours, et plus le nombre est grand, plus la fréquence du signal reçu est basse. C'est selon ce principe de modification du nombre de tours sur différentes bandes que sont construites certaines conceptions d'antennes magnétiques HF en série, notamment celles décrites en détail dans l'article « Antennes de réception magnétiques HF de l'industrie militaire soviétique » . Et bien que les cadres ci-dessus soient résonants, tous ces mêmes principes s'appliquent pleinement aux antennes magnétiques non résonantes.
L'amplitude du signal provenant d'une antenne magnétique non résonante est tout à fait suffisante pour être reçue par un récepteur radio décent avec une sensibilité d'environ 1 µV. Dans ce cas, étant donné les conditions très bruyantes de l'air HF en ville, il ne sert à rien d'introduire un amplificateur d'antenne pour une antenne cadre - un transformateur suffit pour faire correspondre l'entrée asymétrique du récepteur avec une antenne symétrique.
Si le récepteur n'a pas la sensibilité nécessaire, alors le signal peut être amplifié sans un pincement au cœur en utilisant le simple circuit résonnant présenté à la page précédente (lien vers la page) .
Les circuits amplificateurs complexes avec des entrées différentielles et des gains élevés ne conduisent pas toujours à l'amélioration attendue et, en raison de leur nature à large bande, peuvent très bien surcharger le mélangeur du récepteur et « ravir » le radioamateur avec des interférences d'intermodulation inattendues.
En revanche, s'il existe des conditions défavorables dans l'appartement et l'absence totale de balcon dans les demeures en pierre, il peut être utile de déplacer le cadre magnétique dans les airs, à 1 à 2 mètres de la pièce. Étant donné que la longueur du câble entre l'antenne et le récepteur peut dans ce cas être importante, le degré d'adaptation des impédances d'ondes à l'aide d'un transformateur balun sera clairement insuffisant. Par conséquent, avec une longueur importante de câble coaxial, la nécessité d'un amplificateur intégré est déterminée par la fonction d'adaptation des impédances d'onde des composants pour obtenir des valeurs SWR acceptables.
Les thèses étant avancées, il est temps de passer au schéma électrique.
1 Antenne cadre multitours avec cascade d'adaptation de câbles
Pour étendre la gamme de fréquences effectivement reçues jusqu'à la plage des fréquences moyennes (500 kHz), il a été décidé d'augmenter le nombre de tours de l'antenne cadre à 4.
J'ai utilisé un câble PVA à quatre conducteurs prêt à l'emploi 4*0,75 et, comme écran, j'ai acheté un mètre de tuyau en cuivre recuit KME SANCO avec un diamètre extérieur de 12 mm et une épaisseur de paroi de 1 mm. J'ai réussi à acheter tout cet équipement en quantité minime dans la boutique en ligne https://santshop.ru/, pour laquelle je le remercie beaucoup. Une fois le tube enroulé en anneau, il est nécessaire de le couper en deux afin de créer un espace de 1 à 1,5 centimètres dans l'écran, dans lequel pénétrera la composante magnétique du signal radio.
Trois doubles interrupteurs S1-S3 commutent les spires du câble, les connectant entre eux soit en parallèle, soit en série, ce qui permet ainsi de changer leur nombre à l'entrée du transformateur balun Tr1 de 1 à 4.
L'interrupteur S4 permet de sélectionner le mode de fonctionnement de l'antenne entre les modes actif ou passif.
La liaison active de la partie amplificateur, cachée dans le boîtier de l'antenne, est construite de manière quelque peu non conventionnelle.
Tout d’abord, il se compose de 2 émetteurs suiveurs connectés en parallèle.
Deuxièmement, il n'implique pas de source d'alimentation qui lui est fournie et est alimenté par une charge située à l'autre extrémité du câble, et plus précisément, dans le cadre de la partie principale du dispositif amplificateur.
Que nous apporte cette construction ?
Et cela nous donne - l'impédance de sortie normalisée de la liaison, égale à ≈ 26 Ohms, qui garantit le paramètre SWR lors du fonctionnement sur un câble coaxial de 50 ohms, ne dépassant pas 2.
Connexion en parallèle des répéteurs sur T1 et T2, chacun avec son propre circuit de polarisation, a dû être utilisé de force - en raison de la difficulté de trouver des transistors PNP radiofréquence de la puissance requise. Le simple fait de connecter des transistors en parallèle dans une telle conception n'est pas la meilleure solution, car cela entraîne des distorsions non linéaires et d'intermodulation accrues.
Les courants de repos des transistors (10 mA chacun) sont fixés par des résistances de polarisation R1 et R2 dont les valeurs doivent être sélectionnées au stade final de la mise en place du circuit.
À quoi tout cela ressemble-t-il ?
Fig. 2 Conception pratique d'une antenne cadre multitours
Il est clair qu'en raison de l'augmentation du nombre de tours dans le cadre, le transformateur que nous avons enroulé à la page précédente conformément aux recommandations 1428 (lien vers la page) ne fonctionnera pas être le plus optimal lorsque vous travaillez sur les gammes inférieures.
Il est nécessaire d'augmenter l'inductance des enroulements primaires. En revanche, lors d'un fonctionnement dans les plages supérieures, lorsqu'un seul tour est connecté à l'entrée du transformateur, une telle augmentation de l'inductance sera indésirable. Par conséquent, une solution de compromis doit être envisagée : une légère augmentation de l'inductance des enroulements (je l'ai considérée comme optimale - 2...3 fois) tout en maintenant le nombre de tours dans les enroulements afin d'éviter une augmentation proportionnelle des capacités parasites. du transformateur.
Cela peut être fait simplement en augmentant la taille du noyau de ferrite (jumelles) utilisé. Ces dimensions peuvent être estimées à partir de la photographie présentée sur la figure 2 à droite.
Cependant, le moment est venu de révéler le schéma de circuit de la partie réponse de l'amplificateur.
Fig. 3 Schéma de la partie réciproque d'une antenne cadre multitours
L'amplificateur le plus simple représenté sur la Fig. 3, en raison de l'introduction de la possibilité de réglage du gain, offre de meilleures performances que les amplificateurs différentiels, souvent intégrés au boîtier du cadre, sans la possibilité d'un tel ajustement.
Comment cela marche-t-il? La résistance R2 est une charge pour les émetteurs suiveurs situés dans le boîtier du cadre d'antenne, à courant continu et alternatif. Vient ensuite l'étage amplificateur, réalisé selon un circuit à émetteur commun sur le transistor T1 dont la charge est la résistance R5, shuntée par l'inductance L1.
La résistance variable R6 remplit la fonction d'ajuster le gain du signal d'entrée entre 2 et 20 fois la tension.
L'impédance d'entrée de l'amplificateur est déterminée par la valeur de la cascade R2 et Rin connectées en parallèle avec l'OE. Puisque l'impédance d'entrée de la cascade OE varie (selon la position du contrôle de gain) de plusieurs centaines d'ohms à plusieurs kiloohms, la valeur de l'impédance d'entrée de l'amplificateur prendra des valeurs de ~ 75...95 ohms, qui garantit le paramètre SWR lorsqu'il est adapté au câble, ne dépassant pas 2.
Et enfin, l'émetteur suiveur sur le transistor T2, fonctionnant à un courant de repos important, est conçu pour adapter l'étage amplificateur à l'impédance d'entrée de 50 ohms du récepteur radio .
La mise en place du circuit revient à sélectionner les résistances R1 et R2 situées à l'intérieur de l'antenne (Fig. 1).
Cela se fait comme suit :
1. Soudez temporairement une résistance de 150 Ohm à la sortie du circuit (points de connexion R5 et R6 sur la Fig. 1), dont la deuxième sortie est connectée à une source d'alimentation 12 V.
2. Déconnectez l'émetteur du transistor T2 de R6. Nous sélectionnons la valeur de la résistance R1 pour obtenir le courant fourni par la source d'alimentation - 12,2 mA.
3. Nous renvoyons la connexion de T2 au circuit et sélectionnons la valeur de R2 pour obtenir le courant fourni par la source d'alimentation - 20 mA.
Une fois la configuration terminée, les courants traversant les transistors doivent se stabiliser et se stabiliser à un niveau de ≈ 10 mA chacun.
4. Nous dessoudons maintenant la résistance de 150 Ohm et considérons que le réglage de la partie interne de l'amplificateur est terminé.
La partie amplification de réponse de l'antenne doit fonctionner sans aucun réglage, même s'il ne sera pas superflu de vérifier les valeurs de tension aux points indiqués sur le schéma.
Le starter L1 peut être utilisé prêt à l'emploi, ou vous pouvez l'enrouler vous-même sur un anneau de ferrite haute fréquence ou de fer atomisé d'un diamètre extérieur de 10 à 20 mm.
Qu’est-ce qui nous permet de considérer la conception décrite comme « parfaitement éprouvée » ? De nombreuses lettres me parviennent par courrier et sont agrémentées de mots de gratitude pour l'opportunité de plonger dans le monde magique de la radio. Et aussi la possibilité, dans des conditions difficiles d'interférence urbaine, de toucher la mamelle non seulement d'un diffuseur AM chinois mégawatt, mais aussi d'un radioamateur occasionnel avec un indicatif d'appel, et même d'un broyeur d'orgues illégal et gratuit avec un fer à souder dans son ses mains et sa propre antenne travaillent dans le jardin.
Et une autre question raisonnable se pose : pourquoi avons-nous décidé de le modifier ? Ma réponse est la complexité toujours croissante de la situation d'ingérence dans la ville, couplée à la nécessité naturelle d'augmenter d'une manière ou d'une autre le nombre de correspondants reçus !
Je ne sais pas pour vous, mais dernièrement, dans mon appartement en ville, la bande HF a commencé à vibrer avec une régularité enviable. Cela se produit généralement le soir dans la bande de fréquences 3-15 MHz avec une densité de bruit maximale d'environ 7 MHz. Pendant de telles périodes, tous les types d'antennes, à l'exception des cadres magnétiques, sont impuissants à assumer les responsabilités qui leur sont assignées. Mais je reprends la phrase de la page précédente selon laquelle le blindage du cadre (du point de vue des caractéristiques sonores) n'apporte aucun avantage. Dans de telles conditions, c'est vraiment le cas, et en plus du blindage, il est également nécessaire de faire pivoter le plan du cadre dans une position dans laquelle le bruit sera minime.
D'accord, c'est réglé. Quels sont les moyens d’améliorer encore les propriétés réceptrices de l’atenne ?
L'efficacité maximale d'une trame de réception d'un diamètre d'environ 30 cm se situe dans la gamme de fréquences : à partir de 10 MHz et plus. Par efficacité dans ce cas, j'entends un paramètre tel que le rapport signal/bruit de la station reçue. Dans les plages de fréquences inférieures, le maintien de ce paramètre nécessite un plus grand nombre de tours, et plus le nombre est grand, plus la fréquence du signal reçu est basse. C'est selon ce principe de modification du nombre de tours sur différentes bandes que sont construites certaines conceptions d'antennes magnétiques HF en série, notamment celles décrites en détail dans l'article « Antennes de réception magnétiques HF de l'industrie militaire soviétique » . Et bien que les cadres ci-dessus soient résonants, tous ces mêmes principes s'appliquent pleinement aux antennes magnétiques non résonantes.
L'amplitude du signal provenant d'une antenne magnétique non résonante est tout à fait suffisante pour être reçue par un récepteur radio décent avec une sensibilité d'environ 1 µV. Dans ce cas, étant donné les conditions très bruyantes de l'air HF en ville, il ne sert à rien d'introduire un amplificateur d'antenne pour une antenne cadre - un transformateur suffit pour faire correspondre l'entrée asymétrique du récepteur avec une antenne symétrique.
Si le récepteur n'a pas la sensibilité nécessaire, alors le signal peut être amplifié sans un pincement au cœur en utilisant le simple circuit résonnant présenté à la page précédente (lien vers la page) .
Les circuits amplificateurs complexes avec des entrées différentielles et des gains élevés ne conduisent pas toujours à l'amélioration attendue et, en raison de leur nature à large bande, peuvent très bien surcharger le mélangeur du récepteur et « ravir » le radioamateur avec des interférences d'intermodulation inattendues.
En revanche, s'il existe des conditions défavorables dans l'appartement et l'absence totale de balcon dans les demeures en pierre, il peut être utile de déplacer le cadre magnétique dans les airs, à 1 à 2 mètres de la pièce. Étant donné que la longueur du câble entre l'antenne et le récepteur peut dans ce cas être importante, le degré d'adaptation des impédances d'ondes à l'aide d'un transformateur balun sera clairement insuffisant. Par conséquent, avec une longueur importante de câble coaxial, la nécessité d'un amplificateur intégré est déterminée par la fonction d'adaptation des impédances d'onde des composants pour obtenir des valeurs SWR acceptables.
Les thèses étant avancées, il est temps de passer au schéma électrique.
1 Antenne cadre multitours avec cascade d'adaptation de câbles
Pour étendre la gamme de fréquences effectivement reçues jusqu'à la plage des fréquences moyennes (500 kHz), il a été décidé d'augmenter le nombre de tours de l'antenne cadre à 4.
J'ai utilisé un câble PVA à quatre conducteurs prêt à l'emploi 4*0,75 et, comme écran, j'ai acheté un mètre de tuyau en cuivre recuit KME SANCO avec un diamètre extérieur de 12 mm et une épaisseur de paroi de 1 mm. J'ai réussi à acheter tout cet équipement en quantité minime dans la boutique en ligne https://santshop.ru/, pour laquelle je le remercie beaucoup. Une fois le tube enroulé en anneau, il est nécessaire de le couper en deux afin de créer un espace de 1 à 1,5 centimètres dans l'écran, dans lequel pénétrera la composante magnétique du signal radio.
Trois doubles interrupteurs S1-S3 commutent les spires du câble, les connectant entre eux soit en parallèle, soit en série, ce qui permet ainsi de changer leur nombre à l'entrée du transformateur balun Tr1 de 1 à 4.
L'interrupteur S4 permet de sélectionner le mode de fonctionnement de l'antenne entre les modes actif ou passif.
La liaison active de la partie amplificateur, cachée dans le boîtier de l'antenne, est construite de manière quelque peu non conventionnelle.
Tout d’abord, il se compose de 2 émetteurs suiveurs connectés en parallèle.
Deuxièmement, il n'implique pas de source d'alimentation qui lui est fournie et est alimenté par une charge située à l'autre extrémité du câble, et plus précisément, dans le cadre de la partie principale du dispositif amplificateur.
Que nous apporte cette construction ?
Et cela nous donne - l'impédance de sortie normalisée de la liaison, égale à ≈ 26 Ohms, qui garantit le paramètre SWR lors du fonctionnement sur un câble coaxial de 50 ohms, ne dépassant pas 2.
Connexion en parallèle des répéteurs sur T1 et T2, chacun avec son propre circuit de polarisation, a dû être utilisé de force - en raison de la difficulté de trouver des transistors PNP radiofréquence de la puissance requise. Le simple fait de connecter des transistors en parallèle dans une telle conception n'est pas la meilleure solution, car cela entraîne des distorsions non linéaires et d'intermodulation accrues.
Les courants de repos des transistors (10 mA chacun) sont fixés par des résistances de polarisation R1 et R2 dont les valeurs doivent être sélectionnées au stade final de la mise en place du circuit.
À quoi tout cela ressemble-t-il ?
Fig. 2 Conception pratique d'une antenne cadre multitours
Il est clair qu'en raison de l'augmentation du nombre de tours dans le cadre, le transformateur que nous avons enroulé à la page précédente conformément aux recommandations 1428 (lien vers la page) ne fonctionnera pas être le plus optimal lorsque vous travaillez sur les gammes inférieures.
Il est nécessaire d'augmenter l'inductance des enroulements primaires. En revanche, lors d'un fonctionnement dans les plages supérieures, lorsqu'un seul tour est connecté à l'entrée du transformateur, une telle augmentation de l'inductance sera indésirable. Par conséquent, une solution de compromis doit être envisagée : une légère augmentation de l'inductance des enroulements (je l'ai considérée comme optimale - 2...3 fois) tout en maintenant le nombre de tours dans les enroulements afin d'éviter une augmentation proportionnelle des capacités parasites. du transformateur.
Cela peut être fait simplement en augmentant la taille du noyau de ferrite (jumelles) utilisé. Ces dimensions peuvent être estimées à partir de la photographie présentée sur la figure 2 à droite.
Cependant, le moment est venu de révéler le schéma de circuit de la partie réponse de l'amplificateur.
Fig. 3 Schéma de la partie réciproque d'une antenne cadre multitours
L'amplificateur le plus simple représenté sur la Fig. 3, en raison de l'introduction de la possibilité de réglage du gain, offre de meilleures performances que les amplificateurs différentiels, souvent intégrés au boîtier du cadre, sans la possibilité d'un tel ajustement.
Comment cela marche-t-il? La résistance R2 est une charge pour les émetteurs suiveurs situés dans le boîtier du cadre d'antenne, à courant continu et alternatif. Vient ensuite l'étage amplificateur, réalisé selon un circuit à émetteur commun sur le transistor T1 dont la charge est la résistance R5, shuntée par l'inductance L1.
La résistance variable R6 remplit la fonction d'ajuster le gain du signal d'entrée entre 2 et 20 fois la tension.
L'impédance d'entrée de l'amplificateur est déterminée par la valeur de la cascade R2 et Rin connectées en parallèle avec l'OE. Puisque l'impédance d'entrée de la cascade OE varie (selon la position du contrôle de gain) de plusieurs centaines d'ohms à plusieurs kiloohms, la valeur de l'impédance d'entrée de l'amplificateur prendra des valeurs de ~ 75...95 ohms, qui garantit le paramètre SWR lorsqu'il est adapté au câble, ne dépassant pas 2.
Et enfin, l'émetteur suiveur sur le transistor T2, fonctionnant à un courant de repos important, est conçu pour adapter l'étage amplificateur à l'impédance d'entrée de 50 ohms du récepteur radio .
La mise en place du circuit revient à sélectionner les résistances R1 et R2 situées à l'intérieur de l'antenne (Fig. 1).
Cela se fait comme suit :
1. Soudez temporairement une résistance de 150 Ohm à la sortie du circuit (points de connexion R5 et R6 sur la Fig. 1), dont la deuxième sortie est connectée à une source d'alimentation 12 V.
2. Déconnectez l'émetteur du transistor T2 de R6. Nous sélectionnons la valeur de la résistance R1 pour obtenir le courant fourni par la source d'alimentation - 12,2 mA.
3. Nous renvoyons la connexion de T2 au circuit et sélectionnons la valeur de R2 pour obtenir le courant fourni par la source d'alimentation - 20 mA.
Une fois la configuration terminée, les courants traversant les transistors doivent se stabiliser et se stabiliser à un niveau de ≈ 10 mA chacun.
4. Nous dessoudons maintenant la résistance de 150 Ohm et considérons que le réglage de la partie interne de l'amplificateur est terminé.
La partie amplification de réponse de l'antenne doit fonctionner sans aucun réglage, même s'il ne sera pas superflu de vérifier les valeurs de tension aux points indiqués sur le schéma.
Le starter L1 peut être utilisé prêt à l'emploi, ou vous pouvez l'enrouler vous-même sur un anneau de ferrite haute fréquence ou de fer atomisé d'un diamètre extérieur de 10 à 20 mm.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:29
Antenne résonante boucle 3,5...20 MHz avec régénération du signal
La rétroaction positive améliore-t-elle les paramètres d’une antenne de réception ?
Introduction n°1. Malgré la faible résistance aux rayonnements et le faible rendement, une antenne cadre de petite taille dans un appartement en ville est l'un des rares types d'antennes de réception qui vous permet de « capter » au moins quelque chose dans les conditions difficiles des interférences domestiques et industrielles. Bien entendu, cela s'applique aux circonstances dans lesquelles il n'y a pas et n'est pas prévisible la possibilité de grimper sur le toit et d'y installer un système d'antenne pleine grandeur.
Introduction n°2. Le 17 février 2040, au sifflet du récepteur du détecteur et avec un fer à souder à la main, est né un garçon intelligent, qui s'appelait Vladimir Timofeevich notre Polyakov, et qui était plus tard destiné à devenir un grand vulgarisateur de la radio-électronique. créativité.
Aujourd'hui, le garçon a grandi et a même pris sa retraite dans certains endroits, mais comme auparavant, il continue de ravir la communauté des radioamateurs avec ses calculs et articles théoriques (parfois controversés).
Dans cette histoire, je me suis intéressé à une série de ses articles consacrés à l'augmentation de l'efficacité des petites antennes en compensant les pertes par rétroaction positive (régénération).
Je n'entrerai pas dans les détails, mais c'est la conclusion théorique tirée par V.T. Polyakov à la fin de son article « ANTENNES AVEC RÉGÉNÉRATION DU SIGNAL » de 2018 : « La régénération du signal dans l'antenne permet de réduire considérablement ses dimensions tout en conservant et même en améliorant ses paramètres » .
Et aussi - un extrait de l'article « Nouveau dans la régénération du signal » (basé sur le rapport de la réunion du club RU-QRP « Desna 2009 ») : « ... POS augmente la hauteur effective et la surface d'absorption efficace du cadre dans le de la même manière qu'un simple régénérateur relié à une petite antenne, augmente sa hauteur effective " .
Ainsi, sur la base de ce qui précède, et en tenant également compte du fait que la plus appropriée pour couvrir la rétroaction positive est une antenne cadre résonnante, nous tirons les conclusions logiques appropriées :
1. Pour maintenir les propriétés anti-bruit, il est nécessaire de maintenir la symétrie de l'antenne cadre, c'est à dire utiliser un balun pour alimenter l'appareil (électronique ou passif sous forme de transformateur).
2. Considérant qu'il est conseillé d'éloigner l'antenne des lieux d'activité vitale (en première approximation - sur un rebord de fenêtre ou un balcon), il est plus pratique de contrôler la fréquence d'accord, ainsi que le niveau de régénération, à distance à proximité immédiate du récepteur radio. Cela signifie que ces ajustements doivent être électroniques.
Eh bien, il est temps de passer aux choses sérieuses ! À la suite d'une séance de brainstorming, le dispositif expérimental suivant est né :
Fig. 1 Antenne à résonance trame 3,5...20 MHz avec régénération du signal
2 options ont été choisies comme tissu d'antenne : 1) - fil de 1 mm de 2 mètres de long (diamètre du cadre 64 cm) et 2) - câble coaxial avec la tresse de terre retirée dans la partie centrale de 1,5 mètres de long (diamètre du cadre 48 cm). Avec de telles dimensions, la plage d'accord de l'antenne avec quatre varicaps V1...V4 et les condensateurs commutés Сд1, Сд2 dans les deux cas était de ~ 3,5...19 MHz.
La capacité de la matrice varicap est ajustée en modifiant la tension inverse aux cathodes des varicaps à l'aide du potentiomètre R7, qu'il est conseillé de sélectionner multitours. Il est logique de placer cette résistance, ainsi que la résistance R8, qui contrôle le niveau de régénération, dans un boîtier séparé, en la plaçant à proximité immédiate du récepteur.
Il a été décidé de réaliser le dispositif d'équilibrage sous la forme d'un transformateur. Premièrement, cela a permis de simplifier considérablement le circuit, et deuxièmement, je m'intéressais à la façon dont un tel circuit « sophistiqué » sous la forme d'un transformateur entre le circuit et le générateur se comporterait en termes de stabilité de génération et de stabilité de fréquence.
L'inductance de l'enroulement primaire du transformateur allant au châssis doit être d'au moins 500 µH, ce qui correspondra à la réactance à la fréquence inférieure - environ 10 kOhm, et n'apportera pas de contribution significative à son facteur de qualité.
En pratique, ce transformateur a été réalisé sur un anneau de ferrite basse fréquence N87 R16x9,6x6,3 avec un fil de bobinage de 0,5 mm. Il contient 3 enroulements identiques de 14 tours, qui doivent être enroulés simultanément avec 3 fils légèrement torsadés et connectés les uns aux autres selon le schéma illustré à la Fig. 1.
La cascade sur T1, T2 est un générateur classique utilisant des transistors fonctionnant en mode barrière. L'utilisation du mode de fonctionnement barrière des transistors permet de construire des générateurs RF (régénérateurs) qui permettent de faire varier le rapport des valeurs des éléments de réglage de fréquence sur une large plage avec une petite modification du RF tension sur le circuit LC.
La seule différence avec le "classique" est l'introduction d'une résistance antiparasitaire R2, sans laquelle la cascade avec le transformateur avait tendance à s'auto-exciter à une fréquence de l'ordre de plusieurs centaines de mégahertz.
Le niveau de régénération de la cascade dépend de la tension à la borne supérieure de R3, qui, à son tour, est contrôlée par une résistance variable R8. Dans ce cas, l'amplitude des oscillations sur les enroulements du transformateur (et, par conséquent, dans le panneau d'antenne) est réglée très doucement de zéro à ±0,6 volts.
La source suiveuse sur le transistor T3 avec un courant de repos d'environ 2,5 mA sert à faire correspondre la sortie haute impédance de l'enroulement secondaire du transformateur avec l'entrée 50 ohms du récepteur. La self de charge L1 permet de réduire les distorsions non linéaires et d'intermodulation de la cascade. Une amélioration supplémentaire de la linéarité peut être obtenue en augmentant le courant de repos du transistor (en réduisant la valeur nominale de R6).
La conception de l’accélérateur n’a pas d’importance. Il peut s'agir d'un produit fini ou fabriqué indépendamment sur n'importe quel noyau magnétique en ferrite.
Voilà, les thèses ont été avancées, le concept a été approuvé, il est temps de prendre le taureau par les cornes sans sortir de la caisse.
Des études comparatives seront réalisées en comparant deux ou plusieurs objets. Dans notre cas, nous ferons un parallèle direct entre une antenne régénérative fraîchement cuite et une antenne cadre à large bande, que nous avons décrite sur la page (lien vers la page) .
30 septembre – 1er octobre 2022, appartement en ville, 9e étage, groupe amateur de 40 mètres. La situation géomagnétique est sans perturbations anormales, le fond de rayonnement est d'origine naturelle, et donc le passage n'est pas mauvais, il y a beaucoup d'amateurs, ils sont prêts à l'attraper même de jour et en fragments même avec un télescope.
En allumant l'antenne régénérative et en la réglant sur la zone de réception, le bruit a commencé à inonder. On a l'impression qu'un fil de 5 à 7 mètres jeté par une fenêtre ferait à peu près le même bruit. Par conséquent, j'allume l'atténuateur du récepteur et je me connecte à un correspondant maléfique qui s'en prend à la fois aux dirigeants politiques du pays dans son ensemble et à tous ceux qui sont entrés dans un débat avec lui, individuellement. Le niveau du signal reçu était inhabituellement élevé, la réception était donc satisfaisante même avec un télescope.
Ensuite, nous accordons la fréquence - un signal faible vient ensuite. Sur le télescope, il est noyé dans le bruit, sur le cadre à large bande, on ne peut que lire sa présence, sur l'antenne régénérative, c'est difficile, mais on peut distinguer quelque chose.
Alors, mes amis, j'ai bricolé à peu près les mêmes manipulations pendant quelques jours, en me promenant sur différentes bandes et en écoutant des stations SSB et AM avec des antennes différentes, donc je ne vous ennuierai pas trop, mais je passerai immédiatement aux préliminaires conclusions.
Je vais être honnête, l'antenne cadre avec régénération n'a pas tonné et ne m'a pas frappé à la tête avec un mégot. Malgré le fait qu'en termes de rapport signal/bruit, elle présente un certain avantage par rapport à une trame active à large bande, l'inconvénient de l'ajuster constamment lors du passage à une nouvelle fréquence, à mon avis subjectif, annule tous ses avantages mineurs en réception.
À propos, lors du remplacement du fil d'antenne par un câble coaxial, aucun changement significatif dans la qualité de réception ne s'est produit. Cependant, là encore, cela peut être associé à un environnement sonore favorable, ce qui confirme la réception de nombreuses stations « captées » sur l'antenne télescopique. Malheureusement, cela arrive rarement !
En fait, toutes les expériences décrites ont été réalisées à l'intérieur d'un appartement en ville et il est fort possible que lorsque le cadre régénérateur est déplacé à une distance considérable des bâtiments résidentiels, la situation change et l'antenne se montre dans toute sa splendeur. De plus, j'ai même une certaine confiance intuitive qu'il en sera ainsi ! Cependant, personnellement, je n'ai pas besoin d'antenne dans la rue, et dans une maison de campagne, dans la plupart des cas, il est possible d'équiper un système d'antenne grandeur nature non reconstructible.
Introduction n°2. Le 17 février 2040, au sifflet du récepteur du détecteur et avec un fer à souder à la main, est né un garçon intelligent, qui s'appelait Vladimir Timofeevich notre Polyakov, et qui était plus tard destiné à devenir un grand vulgarisateur de la radio-électronique. créativité.
Aujourd'hui, le garçon a grandi et a même pris sa retraite dans certains endroits, mais comme auparavant, il continue de ravir la communauté des radioamateurs avec ses calculs et articles théoriques (parfois controversés).
Dans cette histoire, je me suis intéressé à une série de ses articles consacrés à l'augmentation de l'efficacité des petites antennes en compensant les pertes par rétroaction positive (régénération).
Je n'entrerai pas dans les détails, mais c'est la conclusion théorique tirée par V.T. Polyakov à la fin de son article « ANTENNES AVEC RÉGÉNÉRATION DU SIGNAL » de 2018 : « La régénération du signal dans l'antenne permet de réduire considérablement ses dimensions tout en conservant et même en améliorant ses paramètres » .
Et aussi - un extrait de l'article « Nouveau dans la régénération du signal » (basé sur le rapport de la réunion du club RU-QRP « Desna 2009 ») : « ... POS augmente la hauteur effective et la surface d'absorption efficace du cadre dans le de la même manière qu'un simple régénérateur relié à une petite antenne, augmente sa hauteur effective " .
Ainsi, sur la base de ce qui précède, et en tenant également compte du fait que la plus appropriée pour couvrir la rétroaction positive est une antenne cadre résonnante, nous tirons les conclusions logiques appropriées :
1. Pour maintenir les propriétés anti-bruit, il est nécessaire de maintenir la symétrie de l'antenne cadre, c'est à dire utiliser un balun pour alimenter l'appareil (électronique ou passif sous forme de transformateur).
2. Considérant qu'il est conseillé d'éloigner l'antenne des lieux d'activité vitale (en première approximation - sur un rebord de fenêtre ou un balcon), il est plus pratique de contrôler la fréquence d'accord, ainsi que le niveau de régénération, à distance à proximité immédiate du récepteur radio. Cela signifie que ces ajustements doivent être électroniques.
Eh bien, il est temps de passer aux choses sérieuses ! À la suite d'une séance de brainstorming, le dispositif expérimental suivant est né :
Fig. 1 Antenne à résonance trame 3,5...20 MHz avec régénération du signal
2 options ont été choisies comme tissu d'antenne : 1) - fil de 1 mm de 2 mètres de long (diamètre du cadre 64 cm) et 2) - câble coaxial avec la tresse de terre retirée dans la partie centrale de 1,5 mètres de long (diamètre du cadre 48 cm). Avec de telles dimensions, la plage d'accord de l'antenne avec quatre varicaps V1...V4 et les condensateurs commutés Сд1, Сд2 dans les deux cas était de ~ 3,5...19 MHz.
La capacité de la matrice varicap est ajustée en modifiant la tension inverse aux cathodes des varicaps à l'aide du potentiomètre R7, qu'il est conseillé de sélectionner multitours. Il est logique de placer cette résistance, ainsi que la résistance R8, qui contrôle le niveau de régénération, dans un boîtier séparé, en la plaçant à proximité immédiate du récepteur.
Il a été décidé de réaliser le dispositif d'équilibrage sous la forme d'un transformateur. Premièrement, cela a permis de simplifier considérablement le circuit, et deuxièmement, je m'intéressais à la façon dont un tel circuit « sophistiqué » sous la forme d'un transformateur entre le circuit et le générateur se comporterait en termes de stabilité de génération et de stabilité de fréquence.
L'inductance de l'enroulement primaire du transformateur allant au châssis doit être d'au moins 500 µH, ce qui correspondra à la réactance à la fréquence inférieure - environ 10 kOhm, et n'apportera pas de contribution significative à son facteur de qualité.
En pratique, ce transformateur a été réalisé sur un anneau de ferrite basse fréquence N87 R16x9,6x6,3 avec un fil de bobinage de 0,5 mm. Il contient 3 enroulements identiques de 14 tours, qui doivent être enroulés simultanément avec 3 fils légèrement torsadés et connectés les uns aux autres selon le schéma illustré à la Fig. 1.
La cascade sur T1, T2 est un générateur classique utilisant des transistors fonctionnant en mode barrière. L'utilisation du mode de fonctionnement barrière des transistors permet de construire des générateurs RF (régénérateurs) qui permettent de faire varier le rapport des valeurs des éléments de réglage de fréquence sur une large plage avec une petite modification du RF tension sur le circuit LC.
La seule différence avec le "classique" est l'introduction d'une résistance antiparasitaire R2, sans laquelle la cascade avec le transformateur avait tendance à s'auto-exciter à une fréquence de l'ordre de plusieurs centaines de mégahertz.
Le niveau de régénération de la cascade dépend de la tension à la borne supérieure de R3, qui, à son tour, est contrôlée par une résistance variable R8. Dans ce cas, l'amplitude des oscillations sur les enroulements du transformateur (et, par conséquent, dans le panneau d'antenne) est réglée très doucement de zéro à ±0,6 volts.
La source suiveuse sur le transistor T3 avec un courant de repos d'environ 2,5 mA sert à faire correspondre la sortie haute impédance de l'enroulement secondaire du transformateur avec l'entrée 50 ohms du récepteur. La self de charge L1 permet de réduire les distorsions non linéaires et d'intermodulation de la cascade. Une amélioration supplémentaire de la linéarité peut être obtenue en augmentant le courant de repos du transistor (en réduisant la valeur nominale de R6).
La conception de l’accélérateur n’a pas d’importance. Il peut s'agir d'un produit fini ou fabriqué indépendamment sur n'importe quel noyau magnétique en ferrite.
Voilà, les thèses ont été avancées, le concept a été approuvé, il est temps de prendre le taureau par les cornes sans sortir de la caisse.
Des études comparatives seront réalisées en comparant deux ou plusieurs objets. Dans notre cas, nous ferons un parallèle direct entre une antenne régénérative fraîchement cuite et une antenne cadre à large bande, que nous avons décrite sur la page (lien vers la page) .
30 septembre – 1er octobre 2022, appartement en ville, 9e étage, groupe amateur de 40 mètres. La situation géomagnétique est sans perturbations anormales, le fond de rayonnement est d'origine naturelle, et donc le passage n'est pas mauvais, il y a beaucoup d'amateurs, ils sont prêts à l'attraper même de jour et en fragments même avec un télescope.
En allumant l'antenne régénérative et en la réglant sur la zone de réception, le bruit a commencé à inonder. On a l'impression qu'un fil de 5 à 7 mètres jeté par une fenêtre ferait à peu près le même bruit. Par conséquent, j'allume l'atténuateur du récepteur et je me connecte à un correspondant maléfique qui s'en prend à la fois aux dirigeants politiques du pays dans son ensemble et à tous ceux qui sont entrés dans un débat avec lui, individuellement. Le niveau du signal reçu était inhabituellement élevé, la réception était donc satisfaisante même avec un télescope.
Ensuite, nous accordons la fréquence - un signal faible vient ensuite. Sur le télescope, il est noyé dans le bruit, sur le cadre à large bande, on ne peut que lire sa présence, sur l'antenne régénérative, c'est difficile, mais on peut distinguer quelque chose.
Alors, mes amis, j'ai bricolé à peu près les mêmes manipulations pendant quelques jours, en me promenant sur différentes bandes et en écoutant des stations SSB et AM avec des antennes différentes, donc je ne vous ennuierai pas trop, mais je passerai immédiatement aux préliminaires conclusions.
Je vais être honnête, l'antenne cadre avec régénération n'a pas tonné et ne m'a pas frappé à la tête avec un mégot. Malgré le fait qu'en termes de rapport signal/bruit, elle présente un certain avantage par rapport à une trame active à large bande, l'inconvénient de l'ajuster constamment lors du passage à une nouvelle fréquence, à mon avis subjectif, annule tous ses avantages mineurs en réception.
À propos, lors du remplacement du fil d'antenne par un câble coaxial, aucun changement significatif dans la qualité de réception ne s'est produit. Cependant, là encore, cela peut être associé à un environnement sonore favorable, ce qui confirme la réception de nombreuses stations « captées » sur l'antenne télescopique. Malheureusement, cela arrive rarement !
En fait, toutes les expériences décrites ont été réalisées à l'intérieur d'un appartement en ville et il est fort possible que lorsque le cadre régénérateur est déplacé à une distance considérable des bâtiments résidentiels, la situation change et l'antenne se montre dans toute sa splendeur. De plus, j'ai même une certaine confiance intuitive qu'il en sera ainsi ! Cependant, personnellement, je n'ai pas besoin d'antenne dans la rue, et dans une maison de campagne, dans la plupart des cas, il est possible d'équiper un système d'antenne grandeur nature non reconstructible.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:30
Amplificateurs pour antennes résonantes et apériodiques et autres antennes magnétiques
Circuits d'amplificateurs différentiels sans transformateur à large bande pour antennes de réception avec plage de fréquences amplifiée 50 kHz - 150 MHz
Les principales raisons qui ont motivé la rédaction de cet article étaient deux circonstances :
1. Les expériences menées avec une antenne cadre résonante régénérative ont montré son avantage notable par rapport à une trame apériodique (large bande) en termes de rapport signal/bruit et, par conséquent, le nombre des stations reçues ;
2. Parmi les messages qui me parvenaient par courrier électronique, je commençais périodiquement à tomber sur des lettres contenant des questions sur la configuration de l'amplificateur d'antenne décrit par I. Goncharenko sur la page - «Amplificateur différentiel pour antennes à boucle et en ferrite » .
Et même si je réponds rarement aux questions liées aux appareils d’autres personnes, je répondrai quand même sur la conception mentionnée ci-dessus. Essayer de fabriquer un amplificateur d'antenne à faible bruit en utilisant l'AD8129, qui est un amplificateur opérationnel à bande passante de 200 MHz avec un gain en circuit ouvert de 88 dB, n'est pas une bonne idée.
Premièrement, l'ensemble Ku = 30 (qui pour un signal d'entrée différentiel sera deux fois plus élevé) est pour une trame résonante fonctionnant en conditions urbaines, une valeur clairement excessive et crée les conditions préalables à l'apparition d'une distorsion d'intermodulation dans des conditions de bruit défavorables. . Les tentatives visant à réduire considérablement le gain de l'ampli-op conduisent à son excitation, ce qui, en principe, est une pratique courante pour les microcircuits haute fréquence à mesure que la profondeur de la rétroaction augmente. De plus, si je comprends bien, ce problème n'a pas encore été trouvé sur le forum de l'auteur respecté.
Deuxièmement, les caractéristiques de bruit de l'amplificateur d'antenne de l'AD8129 laissent beaucoup à désirer, et tout amplificateur discret standard avec un facteur de bruit normalisé sera bien préférable à cet égard.
Cependant, laissons tous les arguments ci-dessus aux participants du forum radio et passons à l'essentiel du sujet et, en fait, à l'article lui-même.
Quoi qu’on en dise, l’activation résonante d’une antenne à boucle magnétique sera toujours plus efficace que celle apériodique (à large bande). Si vous n’entrez pas dans les détails, cela peut s’expliquer assez simplement – par une augmentation significative de l’énergie d’interaction de l’antenne avec le champ externe due à l’accumulation résonnante de l’énergie du signal reçu.
Le célèbre spécialiste bulgare dans le domaine de la construction d'antennes-cadres, Shavdar Levkov (LZ1AQ), propose les tests comparatifs suivants d'une antenne-cadre résonnante avec une boucle apériodique de même taille :
Fig. 1 Comparaison de deux antennes-cadres. Le panorama supérieur est un signal provenant d’une trame résonante à faible Q (Q = 25). Celui du bas concerne le haut débit.
Les deux boucles ont un diamètre de 0,86 m et sont situées à une distance d'environ 5 m l'une de l'autre. A noter que le rapport signal sur bruit d'une boucle résonante est de 6 à 10 dB supérieur à celui d'une antenne cadre large bande. Les diagrammes jaunes sont le signal de sortie de l'amplificateur lors du remplacement des châssis par des bobines toroïdales avec des inductances équivalentes aux inductances des châssis. Ces diagrammes donnent une idée du niveau de bruit interne approximatif des antennes actives comparées.
Augmenter significativement le facteur de qualité des trames de réception au-dessus de la valeur donnée par LZ1AQ (Q = 25) n'a pas beaucoup de sens, puisque l'efficacité de l'antenne n'augmente pas de manière aussi significative que les inconvénients de son fonctionnement augmentent sensiblement, associés à un rétrécissement de la bande passante et la nécessité d'ajuster constamment la fréquence de résonance.
Par conséquent, l'impédance différentielle d'entrée d'un amplificateur fonctionnant avec une telle antenne doit être sélectionnée sur la base de 10...20 kOhm. Shunter le contour du cadre avec une telle résistance réduira son facteur de qualité à des valeurs relativement confortables.
Quant au gain, il ne devrait pas être aussi élevé que celui d'un amplificateur pour une conception apériodique, car la CEM induite dans une antenne résonante est assez élevée (par rapport à une antenne large bande) et avec une valeur importante de Ku, la probabilité de toutes sortes de non-linéarités apparaissent.
Étant donné que les antennes-cadres, ayant des dimensions comparables, peuvent fonctionner dans une large gamme de fréquences (des ondes longues aux ondes ultra-courtes avec le nombre de tours approprié), il est souhaitable de maintenir la gamme de fréquences de l'amplificateur d'antenne au même niveau élevé. Et étant donné qu'il est, pour le moins, assez difficile de réaliser un transformateur avec un tel chevauchement de fréquence, le circuit amplificateur doit être sans transformateur.
Voilà, les thèses sont formulées, il est temps de passer au circuit électrique.
Fig. 2 Schéma d'un amplificateur différentiel pour une antenne magnétique résonante avec une bande de fréquence amplifiée de 50 kHz...150 MHz
L'étage d'amplification sur les transistors Q3, Q4 est un analogue d'un amplificateur différentiel réalisé sur des transistors complémentaires (à conductivité différente). . Pour une utilisation dans le cadre d'une antenne cadre à large bande, une cascade similaire a été initialement proposée dans un article publié dans le magazine Elektor Electronics - n° 1/2000, après quoi elle a été réimprimée dans diverses publications et testée avec succès par de nombreux radioamateurs.
Cependant, sous sa forme pure, une telle cascade présente quelques inconvénients, mais très significatifs, sous la forme de : une certaine différence dans la résistance des impédances d'entrée, conduisant à une diminution du coefficient de suppression du composant de mode commun, comme ainsi que les valeurs de ces impédances elles-mêmes. Pour une adaptation complète avec une antenne cadre apériodique, cette impédance est trop élevée, et pour une adaptation avec une boucle résonante, elle est trop faible.
Les émetteurs suiveurs sur les transistors Q1, Q2 sont conçus pour augmenter et normaliser (amener à un certain niveau) les valeurs des résistances d'entrée différentielles de l'amplificateur.
Pour obtenir le meilleur résultat, une paire de ces transistors doit être sélectionnée en fonction de coefficients de transfert de courant, qui doivent être aussi élevés que possible et aussi proches que possible.
D’ailleurs, il sera également utile de sélectionner Q3 et Q4 avec un β proche.
Les éléments R1, R2, D1, R4 forment un circuit de polarisation pour les émetteurs suiveurs et l'amplificateur différentiel, réglant leurs modes DC.
Les résistances R3 et R5 déterminent la résistance d'entrée différentielle de l'amplificateur, qui, aux valeurs données, est d'environ 20 kOhm.
La cascade sur le transistor Q5 est un émetteur suiveur qui fait correspondre la sortie de l'amplificateur d'antenne avec la résistance du câble de 50 ohms. Dans le cas d'une distance importante entre l'amplificateur et le récepteur (longueur de câble supérieure à 10 mètres), il convient d'utiliser un transistor hyperfréquence plus puissant (par exemple BFR91) dans l'étage de sortie, en augmentant son courant de repos à 40...45. mA.
Avec les valeurs nominales des éléments indiquées dans le schéma, le gain de l'appareil était
d'environ 13 dB pour chacune des entrées et d'environ 19 dB lors de l'application d'un signal différentiel aux deux entrées.
Le coefficient de suppression des composantes de mode commun, égal au rapport des modules des facteurs de gain des signaux différentiels et de mode commun, est de :
54 dB pour les fréquences 50...500 kHz ;
48 dB pour 2 MHz ;
35 dB pour une fréquence de 10 MHz ;
28 dB pour 30 MHz ;
Amplitude de sortie maximale du signal non déformé sans charge : 6 V (pk-pk) ;
Amplitude de sortie maximale d'un signal non déformé dans une charge de 50 ohms : 1,5 V (pk-pk).
LED D1 - toute avec une chute de tension directe d'environ 3 V. Les appareils les plus adaptés sont les appareils à faible consommation avec une lumière blanche ou bleue.
La configuration de l'amplificateur revient à régler la valeur de tension sur le collecteur Q4 à 3,9 V.
Cela se fait à l'aide d'une résistance d'ajustement R2, et avant de commencer la configuration, cette résistance (pour éviter de dépasser le courant des transistors) doit être réglée sur résistance nulle (d'après le schéma - la broche du milieu est en bas) .
L'étage d'amplification sur les transistors Q3, Q4 peut également servir de base à une antenne cadre non résonante (apériodique). Puisqu'à des fréquences différentes de la fréquence de résonance propre du cadre (environ 14 MHz pour un cadre blindé d = 70 cm), une telle boucle a une très faible résistance, alors pour une adaptation acceptable, l'impédance d'entrée de l'amplificateur doit également être faible, et son gain doit être plusieurs fois supérieur à l'amplificateur Ku pour une conception résonante.
Présentons le circuit amplificateur d'une telle antenne magnétique apériodique.
Fig. 3 Circuit amplificateur différentiel pour une antenne magnétique apériodique (non résonante) avec une bande de fréquence de 50 kHz...150 MHz
Ici, tout est fait par analogie avec le circuit précédent représenté sur la Fig. 2, sauf l'émetteur d'entrée. les suiveurs sont remplacés par des étages amplificateurs avec une base commune.
Les résistances d'entrée R1 et R2 servent à limiter le Ku de l'amplificateur à 30 dB pour chaque entrée et environ 36 dB lorsqu'un signal différentiel est appliqué aux deux entrées. Les valeurs de ce paramètre sont données en tenant compte de la connexion d'une charge de 50 ohms à la sortie de l'amplificateur.
La résistance différentielle d'entrée de l'amplificateur, compte tenu de ces résistances, est de ~ 30 Ohms.
La configuration de l'amplificateur revient à régler la valeur de tension sur le collecteur Q4 à 2,7 V, ce qui peut être effectué en sélectionnant avec précision la valeur de la résistance R16.
1. Les expériences menées avec une antenne cadre résonante régénérative ont montré son avantage notable par rapport à une trame apériodique (large bande) en termes de rapport signal/bruit et, par conséquent, le nombre des stations reçues ;
2. Parmi les messages qui me parvenaient par courrier électronique, je commençais périodiquement à tomber sur des lettres contenant des questions sur la configuration de l'amplificateur d'antenne décrit par I. Goncharenko sur la page - «Amplificateur différentiel pour antennes à boucle et en ferrite » .
Et même si je réponds rarement aux questions liées aux appareils d’autres personnes, je répondrai quand même sur la conception mentionnée ci-dessus. Essayer de fabriquer un amplificateur d'antenne à faible bruit en utilisant l'AD8129, qui est un amplificateur opérationnel à bande passante de 200 MHz avec un gain en circuit ouvert de 88 dB, n'est pas une bonne idée.
Premièrement, l'ensemble Ku = 30 (qui pour un signal d'entrée différentiel sera deux fois plus élevé) est pour une trame résonante fonctionnant en conditions urbaines, une valeur clairement excessive et crée les conditions préalables à l'apparition d'une distorsion d'intermodulation dans des conditions de bruit défavorables. . Les tentatives visant à réduire considérablement le gain de l'ampli-op conduisent à son excitation, ce qui, en principe, est une pratique courante pour les microcircuits haute fréquence à mesure que la profondeur de la rétroaction augmente. De plus, si je comprends bien, ce problème n'a pas encore été trouvé sur le forum de l'auteur respecté.
Deuxièmement, les caractéristiques de bruit de l'amplificateur d'antenne de l'AD8129 laissent beaucoup à désirer, et tout amplificateur discret standard avec un facteur de bruit normalisé sera bien préférable à cet égard.
Cependant, laissons tous les arguments ci-dessus aux participants du forum radio et passons à l'essentiel du sujet et, en fait, à l'article lui-même.
Quoi qu’on en dise, l’activation résonante d’une antenne à boucle magnétique sera toujours plus efficace que celle apériodique (à large bande). Si vous n’entrez pas dans les détails, cela peut s’expliquer assez simplement – par une augmentation significative de l’énergie d’interaction de l’antenne avec le champ externe due à l’accumulation résonnante de l’énergie du signal reçu.
Le célèbre spécialiste bulgare dans le domaine de la construction d'antennes-cadres, Shavdar Levkov (LZ1AQ), propose les tests comparatifs suivants d'une antenne-cadre résonnante avec une boucle apériodique de même taille :
Fig. 1 Comparaison de deux antennes-cadres. Le panorama supérieur est un signal provenant d’une trame résonante à faible Q (Q = 25). Celui du bas concerne le haut débit.
Les deux boucles ont un diamètre de 0,86 m et sont situées à une distance d'environ 5 m l'une de l'autre. A noter que le rapport signal sur bruit d'une boucle résonante est de 6 à 10 dB supérieur à celui d'une antenne cadre large bande. Les diagrammes jaunes sont le signal de sortie de l'amplificateur lors du remplacement des châssis par des bobines toroïdales avec des inductances équivalentes aux inductances des châssis. Ces diagrammes donnent une idée du niveau de bruit interne approximatif des antennes actives comparées.
Augmenter significativement le facteur de qualité des trames de réception au-dessus de la valeur donnée par LZ1AQ (Q = 25) n'a pas beaucoup de sens, puisque l'efficacité de l'antenne n'augmente pas de manière aussi significative que les inconvénients de son fonctionnement augmentent sensiblement, associés à un rétrécissement de la bande passante et la nécessité d'ajuster constamment la fréquence de résonance.
Par conséquent, l'impédance différentielle d'entrée d'un amplificateur fonctionnant avec une telle antenne doit être sélectionnée sur la base de 10...20 kOhm. Shunter le contour du cadre avec une telle résistance réduira son facteur de qualité à des valeurs relativement confortables.
Quant au gain, il ne devrait pas être aussi élevé que celui d'un amplificateur pour une conception apériodique, car la CEM induite dans une antenne résonante est assez élevée (par rapport à une antenne large bande) et avec une valeur importante de Ku, la probabilité de toutes sortes de non-linéarités apparaissent.
Étant donné que les antennes-cadres, ayant des dimensions comparables, peuvent fonctionner dans une large gamme de fréquences (des ondes longues aux ondes ultra-courtes avec le nombre de tours approprié), il est souhaitable de maintenir la gamme de fréquences de l'amplificateur d'antenne au même niveau élevé. Et étant donné qu'il est, pour le moins, assez difficile de réaliser un transformateur avec un tel chevauchement de fréquence, le circuit amplificateur doit être sans transformateur.
Voilà, les thèses sont formulées, il est temps de passer au circuit électrique.
Fig. 2 Schéma d'un amplificateur différentiel pour une antenne magnétique résonante avec une bande de fréquence amplifiée de 50 kHz...150 MHz
L'étage d'amplification sur les transistors Q3, Q4 est un analogue d'un amplificateur différentiel réalisé sur des transistors complémentaires (à conductivité différente). . Pour une utilisation dans le cadre d'une antenne cadre à large bande, une cascade similaire a été initialement proposée dans un article publié dans le magazine Elektor Electronics - n° 1/2000, après quoi elle a été réimprimée dans diverses publications et testée avec succès par de nombreux radioamateurs.
Cependant, sous sa forme pure, une telle cascade présente quelques inconvénients, mais très significatifs, sous la forme de : une certaine différence dans la résistance des impédances d'entrée, conduisant à une diminution du coefficient de suppression du composant de mode commun, comme ainsi que les valeurs de ces impédances elles-mêmes. Pour une adaptation complète avec une antenne cadre apériodique, cette impédance est trop élevée, et pour une adaptation avec une boucle résonante, elle est trop faible.
Les émetteurs suiveurs sur les transistors Q1, Q2 sont conçus pour augmenter et normaliser (amener à un certain niveau) les valeurs des résistances d'entrée différentielles de l'amplificateur.
Pour obtenir le meilleur résultat, une paire de ces transistors doit être sélectionnée en fonction de coefficients de transfert de courant, qui doivent être aussi élevés que possible et aussi proches que possible.
D’ailleurs, il sera également utile de sélectionner Q3 et Q4 avec un β proche.
Les éléments R1, R2, D1, R4 forment un circuit de polarisation pour les émetteurs suiveurs et l'amplificateur différentiel, réglant leurs modes DC.
Les résistances R3 et R5 déterminent la résistance d'entrée différentielle de l'amplificateur, qui, aux valeurs données, est d'environ 20 kOhm.
La cascade sur le transistor Q5 est un émetteur suiveur qui fait correspondre la sortie de l'amplificateur d'antenne avec la résistance du câble de 50 ohms. Dans le cas d'une distance importante entre l'amplificateur et le récepteur (longueur de câble supérieure à 10 mètres), il convient d'utiliser un transistor hyperfréquence plus puissant (par exemple BFR91) dans l'étage de sortie, en augmentant son courant de repos à 40...45. mA.
Avec les valeurs nominales des éléments indiquées dans le schéma, le gain de l'appareil était
d'environ 13 dB pour chacune des entrées et d'environ 19 dB lors de l'application d'un signal différentiel aux deux entrées.
Le coefficient de suppression des composantes de mode commun, égal au rapport des modules des facteurs de gain des signaux différentiels et de mode commun, est de :
54 dB pour les fréquences 50...500 kHz ;
48 dB pour 2 MHz ;
35 dB pour une fréquence de 10 MHz ;
28 dB pour 30 MHz ;
Amplitude de sortie maximale du signal non déformé sans charge : 6 V (pk-pk) ;
Amplitude de sortie maximale d'un signal non déformé dans une charge de 50 ohms : 1,5 V (pk-pk).
LED D1 - toute avec une chute de tension directe d'environ 3 V. Les appareils les plus adaptés sont les appareils à faible consommation avec une lumière blanche ou bleue.
La configuration de l'amplificateur revient à régler la valeur de tension sur le collecteur Q4 à 3,9 V.
Cela se fait à l'aide d'une résistance d'ajustement R2, et avant de commencer la configuration, cette résistance (pour éviter de dépasser le courant des transistors) doit être réglée sur résistance nulle (d'après le schéma - la broche du milieu est en bas) .
L'étage d'amplification sur les transistors Q3, Q4 peut également servir de base à une antenne cadre non résonante (apériodique). Puisqu'à des fréquences différentes de la fréquence de résonance propre du cadre (environ 14 MHz pour un cadre blindé d = 70 cm), une telle boucle a une très faible résistance, alors pour une adaptation acceptable, l'impédance d'entrée de l'amplificateur doit également être faible, et son gain doit être plusieurs fois supérieur à l'amplificateur Ku pour une conception résonante.
Présentons le circuit amplificateur d'une telle antenne magnétique apériodique.
Fig. 3 Circuit amplificateur différentiel pour une antenne magnétique apériodique (non résonante) avec une bande de fréquence de 50 kHz...150 MHz
Ici, tout est fait par analogie avec le circuit précédent représenté sur la Fig. 2, sauf l'émetteur d'entrée. les suiveurs sont remplacés par des étages amplificateurs avec une base commune.
Les résistances d'entrée R1 et R2 servent à limiter le Ku de l'amplificateur à 30 dB pour chaque entrée et environ 36 dB lorsqu'un signal différentiel est appliqué aux deux entrées. Les valeurs de ce paramètre sont données en tenant compte de la connexion d'une charge de 50 ohms à la sortie de l'amplificateur.
La résistance différentielle d'entrée de l'amplificateur, compte tenu de ces résistances, est de ~ 30 Ohms.
La configuration de l'amplificateur revient à régler la valeur de tension sur le collecteur Q4 à 2,7 V, ce qui peut être effectué en sélectionnant avec précision la valeur de la résistance R16.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:30
Antenne cadre active large bande avec amplificateur
Levkov
Levkov
Nous pilotons une petite antenne cadre en mode court-circuit pour obtenir un faible bruit et une réponse en fréquence plate sur une large plage de fréquences.
Le Bulgare Shavdar Levkov (LZ1AQ) est pratiquement notre Vladimir Timofeevich Polyakov, c'est-à-dire un développeur d'appareils électroniques assez connu dans la communauté mondiale des radioamateurs, ainsi qu'un grand et actif vulgarisateur de la créativité radioamateur. Dans notre pays, Levkov est principalement connu pour ses développements dans le domaine de diverses antennes de réception (principalement des antennes raccourcies). Par conséquent, nous commencerons notre connaissance de ce vénérable radioamateur avec une si petite antenne cadre, ainsi qu'un circuit amplificateur à large bande pour celle-ci :
Petite antenne magnétique active à large bande [http://lz1aq.signacor.com]
Petite antenne magnétique large bande les boucles sont utilisées depuis 3-4 ans déjà des décennies, et j'étais curieux de voir ce qui pouvait être réalisé avec elles, et aussi d'évaluer leur utilité en tant qu'antenne large bande pour le SDR. L'antenne doit être utilisée avec un amplificateur car le courant de boucle est très faible. Cet amplificateur doit avoir une impédance d'entrée très faible, car pour obtenir une réponse en fréquence plate sur une large plage de fréquences, le circuit de trame doit fonctionner en mode court-circuit.
Le diamètre du cadre est d'environ un mètre. Il doit être réalisé avec un conducteur le plus épais possible. Le matériau peut être du cuivre ou de l'aluminium - le facteur de qualité du circuit n'a pas beaucoup d'importance. Un facteur plus important est la faible inductance de boucle. Une boucle d'un diamètre de 1 m en fil d'aluminium d = 3,4 mm a une inductance d'environ 4 µH. Plus tard, j'ai utilisé un cadre d'un diamètre de 0,9 m. La charnière est en fibre de verre double face (Fig. 1). 1,5 mm d'épaisseur et 20 mm de largeur, ce qui réduit son inductance à 3 µH. Pour les zones urbaines où les niveaux de bruit sont beaucoup plus élevés, des cadres de plus petit diamètre peuvent être utilisés.
Fig. 1 Conception d'une antenne cadre et de l'amplificateur actif de Levkov
Le diagramme schématique d'un amplificateur d'antenne cadre actif est illustré à la Fig.
Petite antenne magnétique active à large bande [http://lz1aq.signacor.com]
Petite antenne magnétique large bande les boucles sont utilisées depuis 3-4 ans déjà des décennies, et j'étais curieux de voir ce qui pouvait être réalisé avec elles, et aussi d'évaluer leur utilité en tant qu'antenne large bande pour le SDR. L'antenne doit être utilisée avec un amplificateur car le courant de boucle est très faible. Cet amplificateur doit avoir une impédance d'entrée très faible, car pour obtenir une réponse en fréquence plate sur une large plage de fréquences, le circuit de trame doit fonctionner en mode court-circuit.
Le diamètre du cadre est d'environ un mètre. Il doit être réalisé avec un conducteur le plus épais possible. Le matériau peut être du cuivre ou de l'aluminium - le facteur de qualité du circuit n'a pas beaucoup d'importance. Un facteur plus important est la faible inductance de boucle. Une boucle d'un diamètre de 1 m en fil d'aluminium d = 3,4 mm a une inductance d'environ 4 µH. Plus tard, j'ai utilisé un cadre d'un diamètre de 0,9 m. La charnière est en fibre de verre double face (Fig. 1). 1,5 mm d'épaisseur et 20 mm de largeur, ce qui réduit son inductance à 3 µH. Pour les zones urbaines où les niveaux de bruit sont beaucoup plus élevés, des cadres de plus petit diamètre peuvent être utilisés.
Fig. 1 Conception d'une antenne cadre et de l'amplificateur actif de Levkov
Le diagramme schématique d'un amplificateur d'antenne cadre actif est illustré à la Fig.
Fig. 2 Circuit amplificateur actif Levkov pour antennes boucles
L'amplificateur est un amplificateur différentiel avec des étages d'entrée avec une base commune. L'impédance d'entrée différentielle de l'amplificateur est d'environ 3 ohms à 1 MHz. Cette résistance augmente avec la fréquence (à 30 MHz elle est de 7 ohms), ce qui garantit un facteur d'antenne uniforme (facteur d'antenne) sur une large bande de fréquences. De plus, cette faible impédance d'entrée réduit la sensibilité de l'antenne au champ électrique à un niveau minimum.
Le gain de l'amplificateur a été choisi de telle sorte que, avec la boucle, le facteur d'antenne soit d'environ 0...+6 dBm -1 . Dans ce cas, le niveau de bruit de l'amplificateur sera d'environ 10...15 dB supérieur au niveau de bruit interne typique d'un émetteur-récepteur avec une sensibilité de -130 dBm. Une augmentation supplémentaire du gain ne fera qu'augmenter le niveau de distorsion non linéaire.
L'utilisation d'un amplificateur différentiel permet de réduire le niveau de non-linéarité de sortie du 2ème et de tous les ordres pairs de 20...30 dB. La distorsion du second ordre est la principale source de signaux parasites dans cette antenne, et le degré de leur réduction dépend de l'identité des paires de transistors et des enroulements (L4, L5) du transformateur à large bande de sortie.
Les transistors PN2222A populaires ont une caractéristique assez linéaire, un facteur de bruit de 4 dB et une dissipation de puissance acceptable. L'utilisation de transistors à faible bruit n'améliore pas significativement le niveau de bruit. Dans ce cas, pour réduire la distorsion du 2ème ordre, des paires de transistors adaptées à h21 doivent être utilisées.
Les courants de collecteur des première et deuxième paires sont respectivement : 25 mA et 40 mA. Les transistors fonctionnent sans dissipateurs thermiques.
Si la trame est destinée à être utilisée pour des hautes fréquences jusqu'à 50 MHz, alors une paire de transistors de sortie doit être sélectionnée avec FT > 1 GHz, par exemple BFR96 ou quelque chose de similaire.
Étant donné que l'antenne cadre fonctionne en fait en mode court-circuit, il n'y a pas d'adaptation classique de l'antenne avec l'entrée de l'amplificateur dans ce circuit. J'ai simulé plusieurs solutions avec des transformateurs d'entrée large bande et j'ai constaté une légère réduction du bruit à certaines fréquences. Mais comme cette réduction était insignifiante, j'ai laissé la solution la plus simple sans transformateur.
Le filtre passe-bas d'entrée (C5, L1, R21, C10, L2, R22) est utilisé pour réduire les signaux de la plage de diffusion FM. Le facteur de qualité du filtre est régulé par les résistances R21, R22. J'ai des stations FM puissantes à proximité de mon appartement en ville, donc sans ce filtre, des distorsions non linéaires se produisent. S'il n'y a pas d'émetteur FM à proximité, ce filtre n'a pas besoin d'être utilisé.
Cet amplificateur peut supporter des champs de très haute intensité sans protection supplémentaire. Par exemple, le cadre a été installé à 20 m d'un radiateur d'antenne pleine grandeur avec un amplificateur de 1,5 kW et a parfaitement fonctionné lors d'une compétition de radioamateur SW de 48 heures. Une résistance de fuite statique de 100 kΩ peut être connectée entre le commun de l'amplificateur d'antenne et la masse.
Les courants de mode commun possibles sont réduits en utilisant des transformateurs d'isolement, des selfs et des symétriseurs entre l'amplificateur et les appareils connectés.
Caractéristiques techniques de l'antenne cadre active de Shavdar Levkov :
Diamètre de boucle : 1 m, 1 tour ;
Matériau de la boucle : noyau en aluminium d'un diamètre de 3,4 mm ;
Inductance : 4 µH ;
Coefficient d'antenne Ka : 6 dBm -1 à 10 MHz (calculé à l'aide du modèle Spice) – un signal d'entrée de 1 µV/m produit une tension de sortie de 0,5 µV ;
Planéité : Dans les limites de 3 dBm -1 dans la plage de 0,5 à 30 MHz ; (calculé à l'aide du modèle Spice);
Niveau de bruit minimum : >= 0,7 µV/m (calculé à l'aide du modèle Spice) ;
Alimentation : externe, 13,5 V > 150 mA ;
Plage dynamique : point de compression 1 dB >= 130 dBµV/m (tension de sortie 5,6 V/m p-p, modèle spice).
Un test comparatif de cette antenne cadre et d'un « fil long » grandeur nature de 60 mètres réalisé par l'auteur en zone rurale, à mon avis, n'est pas d'un grand intérêt en raison de l'identification évidente du gagnant.
Mais une comparaison de ce cadre avec une antenne cadre résonante à faible Q (Q=25) est très intéressante et, malheureusement, le résultat obtenu ne favorise clairement pas la conception à large bande.
Fig.3 Comparaison de deux antennes cadre. Le panorama supérieur est un signal provenant d’une image résonante à faible Q (Q = 25). Celui du bas concerne le haut débit.
Les deux boucles ont un diamètre de 0,86 m et sont situées à une distance d'environ 5 m l'une de l'autre. Il va sans dire que l'antenne cadre résonnante est connectée à un amplificateur complètement différent.
A noter que le rapport signal sur bruit d'une boucle résonante est 6 à 10 dB meilleur que celui d'une antenne cadre large bande.
Vous n'avez pas besoin de prêter beaucoup d'attention aux diagrammes jaunes. C'est la sortie de l'amplificateur lorsque les châssis sont remplacés par des bobines toroïdales avec les mêmes inductances équivalentes que les châssis correspondants. Ces courbes donnent une idée du niveau approximatif de bruit interne des antennes actives comparées.
L'amplificateur est un amplificateur différentiel avec des étages d'entrée avec une base commune. L'impédance d'entrée différentielle de l'amplificateur est d'environ 3 ohms à 1 MHz. Cette résistance augmente avec la fréquence (à 30 MHz elle est de 7 ohms), ce qui garantit un facteur d'antenne uniforme (facteur d'antenne) sur une large bande de fréquences. De plus, cette faible impédance d'entrée réduit la sensibilité de l'antenne au champ électrique à un niveau minimum.
Le gain de l'amplificateur a été choisi de telle sorte que, avec la boucle, le facteur d'antenne soit d'environ 0...+6 dBm -1 . Dans ce cas, le niveau de bruit de l'amplificateur sera d'environ 10...15 dB supérieur au niveau de bruit interne typique d'un émetteur-récepteur avec une sensibilité de -130 dBm. Une augmentation supplémentaire du gain ne fera qu'augmenter le niveau de distorsion non linéaire.
L'utilisation d'un amplificateur différentiel permet de réduire le niveau de non-linéarité de sortie du 2ème et de tous les ordres pairs de 20...30 dB. La distorsion du second ordre est la principale source de signaux parasites dans cette antenne, et le degré de leur réduction dépend de l'identité des paires de transistors et des enroulements (L4, L5) du transformateur à large bande de sortie.
Les transistors PN2222A populaires ont une caractéristique assez linéaire, un facteur de bruit de 4 dB et une dissipation de puissance acceptable. L'utilisation de transistors à faible bruit n'améliore pas significativement le niveau de bruit. Dans ce cas, pour réduire la distorsion du 2ème ordre, des paires de transistors adaptées à h21 doivent être utilisées.
Les courants de collecteur des première et deuxième paires sont respectivement : 25 mA et 40 mA. Les transistors fonctionnent sans dissipateurs thermiques.
Si la trame est destinée à être utilisée pour des hautes fréquences jusqu'à 50 MHz, alors une paire de transistors de sortie doit être sélectionnée avec FT > 1 GHz, par exemple BFR96 ou quelque chose de similaire.
Étant donné que l'antenne cadre fonctionne en fait en mode court-circuit, il n'y a pas d'adaptation classique de l'antenne avec l'entrée de l'amplificateur dans ce circuit. J'ai simulé plusieurs solutions avec des transformateurs d'entrée large bande et j'ai constaté une légère réduction du bruit à certaines fréquences. Mais comme cette réduction était insignifiante, j'ai laissé la solution la plus simple sans transformateur.
Le filtre passe-bas d'entrée (C5, L1, R21, C10, L2, R22) est utilisé pour réduire les signaux de la plage de diffusion FM. Le facteur de qualité du filtre est régulé par les résistances R21, R22. J'ai des stations FM puissantes à proximité de mon appartement en ville, donc sans ce filtre, des distorsions non linéaires se produisent. S'il n'y a pas d'émetteur FM à proximité, ce filtre n'a pas besoin d'être utilisé.
Cet amplificateur peut supporter des champs de très haute intensité sans protection supplémentaire. Par exemple, le cadre a été installé à 20 m d'un radiateur d'antenne pleine grandeur avec un amplificateur de 1,5 kW et a parfaitement fonctionné lors d'une compétition de radioamateur SW de 48 heures. Une résistance de fuite statique de 100 kΩ peut être connectée entre le commun de l'amplificateur d'antenne et la masse.
Les courants de mode commun possibles sont réduits en utilisant des transformateurs d'isolement, des selfs et des symétriseurs entre l'amplificateur et les appareils connectés.
Caractéristiques techniques de l'antenne cadre active de Shavdar Levkov :
Diamètre de boucle : 1 m, 1 tour ;
Matériau de la boucle : noyau en aluminium d'un diamètre de 3,4 mm ;
Inductance : 4 µH ;
Coefficient d'antenne Ka : 6 dBm -1 à 10 MHz (calculé à l'aide du modèle Spice) – un signal d'entrée de 1 µV/m produit une tension de sortie de 0,5 µV ;
Planéité : Dans les limites de 3 dBm -1 dans la plage de 0,5 à 30 MHz ; (calculé à l'aide du modèle Spice);
Niveau de bruit minimum : >= 0,7 µV/m (calculé à l'aide du modèle Spice) ;
Alimentation : externe, 13,5 V > 150 mA ;
Plage dynamique : point de compression 1 dB >= 130 dBµV/m (tension de sortie 5,6 V/m p-p, modèle spice).
Un test comparatif de cette antenne cadre et d'un « fil long » grandeur nature de 60 mètres réalisé par l'auteur en zone rurale, à mon avis, n'est pas d'un grand intérêt en raison de l'identification évidente du gagnant.
Mais une comparaison de ce cadre avec une antenne cadre résonante à faible Q (Q=25) est très intéressante et, malheureusement, le résultat obtenu ne favorise clairement pas la conception à large bande.
Fig.3 Comparaison de deux antennes cadre. Le panorama supérieur est un signal provenant d’une image résonante à faible Q (Q = 25). Celui du bas concerne le haut débit.
Les deux boucles ont un diamètre de 0,86 m et sont situées à une distance d'environ 5 m l'une de l'autre. Il va sans dire que l'antenne cadre résonnante est connectée à un amplificateur complètement différent.
A noter que le rapport signal sur bruit d'une boucle résonante est 6 à 10 dB meilleur que celui d'une antenne cadre large bande.
Vous n'avez pas besoin de prêter beaucoup d'attention aux diagrammes jaunes. C'est la sortie de l'amplificateur lorsque les châssis sont remplacés par des bobines toroïdales avec les mêmes inductances équivalentes que les châssis correspondants. Ces courbes donnent une idée du niveau approximatif de bruit interne des antennes actives comparées.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:31
Antennes de réception magnétiques HF de l'industrie militaire soviétique
Antennes cadres en ferrite à ondes courtes, sans compromis et incassables
Que peut-on dire de bon des produits électroniques de l’industrie militaire nationale ?
Grand, chêne, fiable, avec des caractéristiques décentes, une bonne quantité d'argent, d'or et de palladium, dispersés dans un corps sans charme, mais durable et solide. Les représentants éminents de ce type de produits sont les produits présentés dans cet article.
Dédié à tous les opposants aux antennes cadres raccourcies !
1. Antenne magnétique de réception à ondes courtes "15E1037" (Bitta).
Le produit est une antenne magnétique résonante directionnelle à ondes courtes conçue pour recevoir des ondes électromagnétiques polarisées verticalement. Le produit est conçu pour fonctionner avec les unités de commande radio à ondes courtes R-250M2, R-155 et R-154-2M dans la plage de 1,5 à 30 MHz.
L'appareil se compose d'une unité d'antenne TsL2.091.007-1 et d'une unité de commande.
Grand, chêne, fiable, avec des caractéristiques décentes, une bonne quantité d'argent, d'or et de palladium, dispersés dans un corps sans charme, mais durable et solide. Les représentants éminents de ce type de produits sont les produits présentés dans cet article.
Dédié à tous les opposants aux antennes cadres raccourcies !
1. Antenne magnétique de réception à ondes courtes "15E1037" (Bitta).
Le produit est une antenne magnétique résonante directionnelle à ondes courtes conçue pour recevoir des ondes électromagnétiques polarisées verticalement. Le produit est conçu pour fonctionner avec les unités de commande radio à ondes courtes R-250M2, R-155 et R-154-2M dans la plage de 1,5 à 30 MHz.
L'appareil se compose d'une unité d'antenne TsL2.091.007-1 et d'une unité de commande.
 | La plage de fonctionnement est divisée en 4 sous-bandes : 1,5 - 3,3 MHz ; 3,3 à 6,8 MHz ; 6,8 - 13 MHz ; 13-30 MHz. Le diagramme de rayonnement de l'antenne dans le plan horizontal a une forme en huit. L'efficacité n'est pas pire qu'un vibrateur quart d'onde. |
Dimensions et poids :
unité d'antenne 625x600x570 mm, 35 kg ;
unité de commande 453x350x280 mm, 22 kg.
La partie principale du produit est une antenne cadre en ferrite. La composante magnétique du champ électromagnétique induit une FEM dans le cadre dont l'ampleur est proportionnelle au nombre de tours, à la surface du tour et à la perméabilité magnétique du noyau.
L'antenne cadre en ferrite forme avec un condensateur variable un circuit oscillant (circuit d'antenne) qui est accordé sur la fréquence reçue (fréquence d'accord du récepteur). Dans ce cas, la tension de cette fréquence augmente sur le circuit de Q fois (Q est la qualité du circuit), et sa résistance à cette fréquence devient purement active et très élevée (de l'ordre de plusieurs dizaines de kOhms). Pour maximiser le transfert de puissance reçue du circuit d'antenne vers l'entrée du récepteur radio, il est nécessaire de faire correspondre la haute impédance de résonance du circuit avec la faible impédance caractéristique de l'alimentation (75 Ohms).
Pour faire correspondre des résistances aussi différentes sur toute la plage de fréquences de fonctionnement de l'antenne (1,5-30 MHz), le produit 15E1037 utilise un chemin d'adaptation lampe-semi-conducteur (adaptation active).
Pour un réglage automatique en résonance à n'importe quelle fréquence de la plage de fonctionnement, le produit dispose d'un système de réglage automatique. En mode réglage, au lieu d'un circuit d'antenne, un générateur est connecté à l'entrée RPU dont la fréquence est égale à la fréquence de résonance du circuit d'antenne (méthode du « générateur conjugué »). La précision de l'appariement du générateur est assurée en utilisant le même condensateur variable que pour le circuit d'antenne. Lorsque l'entraînement électrique fait tourner le rotor KPI, la fréquence du générateur change.
Lorsque la fréquence du signal du générateur est égale à la fréquence d'accord du récepteur, une impulsion apparaît à la sortie du récepteur IF, qui est fournie via un câble haute fréquence à l'unité de commande.
Étant donné que le signal du générateur contient, en plus de la fréquence fondamentale, des composantes plus élevées (deuxième et troisième harmoniques), une impulsion de la deuxième harmonique peut apparaître à la sortie du récepteur FI et un faux réglage du produit peut se produire. Pour éliminer de tels cas, le changement de fréquence du générateur commence de la fréquence maximale au minimum. Par conséquent, au début du réglage, le rotor KPI « revient » à la position de capacité minimale.
Pendant le temps de « rollback », le signal issu de la sortie du récepteur IF n'arrive pas au circuit de génération de commandes. Après le « rollback », le mode « recherche » commence. Le rotor KPI passe de Cmin à Cmax à grande vitesse en 2 s. Lorsque le signal du générateur entre dans la bande du récepteur, le système d'automatisation est activé. Puisque, par inertie, le rotor du condensateur passe par une position dans laquelle la fréquence du générateur est égale à la fréquence d'accord du récepteur, l'automatisme ramène le rotor du condensateur à une vitesse lente. Lorsque le signal du générateur entre à nouveau dans la bande du récepteur, le système d'automatisation arrête le moteur. La commande de réglage est donnée en appuyant sur un bouton situé sur le panneau avant de la centrale.
La partie principale du circuit d'antenne est une antenne cadre en ferrite, composée de cinq tours en tube de cuivre plaqué argent d'un diamètre de 6 mm. Des tiges de ferrite en matériau 30VCh2 d'un diamètre de 10 mm et d'une longueur de 200 mm sont placées à l'intérieur des spires autour du périmètre. Pour obtenir la limite inférieure de la plage de fonctionnement (1,5 MHz), l'antenne cadre utilise deux inducteurs enroulés avec du fil PEV sur des tiges de textolite. L'inductance de chaque bobine est de 22 µH. Les extrémités des spires sont fixées à un bloc relais destiné à la commutation des sous-gammes.
Le bloc relais, les inductances et l'antenne cadre sont placés entre deux joues en plexiglas électriquement isolantes.
Pour réduire l'impact des champs électrostatiques puissants et des interférences électriques se produisant à proximité de l'antenne, un bouclier électrostatique est utilisé.
La gamme de fréquences reçues par le produit étant assez large (1,5-30 MHz, coefficient de chevauchement 20), toute la gamme est divisée en 4 sous-bandes. Le passage d'une gamme à l'autre s'effectue par commutation de cinq tours et de deux inductances à l'aide d'une unité relais.
Dans la première sous-bande, les cinq tours et les deux inducteurs sont connectés en série.
Dans la deuxième sous-bande, cinq spires sont connectées en série et les inductances sont en mode court-circuit.
Dans la troisième sous-bande, deux tours sont connectés en série et les trois autres sont en mode veille. Les inducteurs sont en court-circuit.
Dans la quatrième sous-bande, les cinq spires sont connectées en parallèle et les inductances sont court-circuitées.
Les commandes de commutation de sous-bandes sont envoyées à l'unité relais située dans l'unité d'antenne à partir du circuit de génération de commandes de commutation de bandes situé dans l'unité de commande.
2. Antenne magnétique de réception HF "15E1213" (Tablier).
Cette antenne reprend essentiellement la conception précédente, mais contrairement à elle, elle est omnidirectionnelle.
unité d'antenne 625x600x570 mm, 35 kg ;
unité de commande 453x350x280 mm, 22 kg.
La partie principale du produit est une antenne cadre en ferrite. La composante magnétique du champ électromagnétique induit une FEM dans le cadre dont l'ampleur est proportionnelle au nombre de tours, à la surface du tour et à la perméabilité magnétique du noyau.
L'antenne cadre en ferrite forme avec un condensateur variable un circuit oscillant (circuit d'antenne) qui est accordé sur la fréquence reçue (fréquence d'accord du récepteur). Dans ce cas, la tension de cette fréquence augmente sur le circuit de Q fois (Q est la qualité du circuit), et sa résistance à cette fréquence devient purement active et très élevée (de l'ordre de plusieurs dizaines de kOhms). Pour maximiser le transfert de puissance reçue du circuit d'antenne vers l'entrée du récepteur radio, il est nécessaire de faire correspondre la haute impédance de résonance du circuit avec la faible impédance caractéristique de l'alimentation (75 Ohms).
Pour faire correspondre des résistances aussi différentes sur toute la plage de fréquences de fonctionnement de l'antenne (1,5-30 MHz), le produit 15E1037 utilise un chemin d'adaptation lampe-semi-conducteur (adaptation active).
Pour un réglage automatique en résonance à n'importe quelle fréquence de la plage de fonctionnement, le produit dispose d'un système de réglage automatique. En mode réglage, au lieu d'un circuit d'antenne, un générateur est connecté à l'entrée RPU dont la fréquence est égale à la fréquence de résonance du circuit d'antenne (méthode du « générateur conjugué »). La précision de l'appariement du générateur est assurée en utilisant le même condensateur variable que pour le circuit d'antenne. Lorsque l'entraînement électrique fait tourner le rotor KPI, la fréquence du générateur change.
Lorsque la fréquence du signal du générateur est égale à la fréquence d'accord du récepteur, une impulsion apparaît à la sortie du récepteur IF, qui est fournie via un câble haute fréquence à l'unité de commande.
Étant donné que le signal du générateur contient, en plus de la fréquence fondamentale, des composantes plus élevées (deuxième et troisième harmoniques), une impulsion de la deuxième harmonique peut apparaître à la sortie du récepteur FI et un faux réglage du produit peut se produire. Pour éliminer de tels cas, le changement de fréquence du générateur commence de la fréquence maximale au minimum. Par conséquent, au début du réglage, le rotor KPI « revient » à la position de capacité minimale.
Pendant le temps de « rollback », le signal issu de la sortie du récepteur IF n'arrive pas au circuit de génération de commandes. Après le « rollback », le mode « recherche » commence. Le rotor KPI passe de Cmin à Cmax à grande vitesse en 2 s. Lorsque le signal du générateur entre dans la bande du récepteur, le système d'automatisation est activé. Puisque, par inertie, le rotor du condensateur passe par une position dans laquelle la fréquence du générateur est égale à la fréquence d'accord du récepteur, l'automatisme ramène le rotor du condensateur à une vitesse lente. Lorsque le signal du générateur entre à nouveau dans la bande du récepteur, le système d'automatisation arrête le moteur. La commande de réglage est donnée en appuyant sur un bouton situé sur le panneau avant de la centrale.
La partie principale du circuit d'antenne est une antenne cadre en ferrite, composée de cinq tours en tube de cuivre plaqué argent d'un diamètre de 6 mm. Des tiges de ferrite en matériau 30VCh2 d'un diamètre de 10 mm et d'une longueur de 200 mm sont placées à l'intérieur des spires autour du périmètre. Pour obtenir la limite inférieure de la plage de fonctionnement (1,5 MHz), l'antenne cadre utilise deux inducteurs enroulés avec du fil PEV sur des tiges de textolite. L'inductance de chaque bobine est de 22 µH. Les extrémités des spires sont fixées à un bloc relais destiné à la commutation des sous-gammes.
Le bloc relais, les inductances et l'antenne cadre sont placés entre deux joues en plexiglas électriquement isolantes.
Pour réduire l'impact des champs électrostatiques puissants et des interférences électriques se produisant à proximité de l'antenne, un bouclier électrostatique est utilisé.
La gamme de fréquences reçues par le produit étant assez large (1,5-30 MHz, coefficient de chevauchement 20), toute la gamme est divisée en 4 sous-bandes. Le passage d'une gamme à l'autre s'effectue par commutation de cinq tours et de deux inductances à l'aide d'une unité relais.
Dans la première sous-bande, les cinq tours et les deux inducteurs sont connectés en série.
Dans la deuxième sous-bande, cinq spires sont connectées en série et les inductances sont en mode court-circuit.
Dans la troisième sous-bande, deux tours sont connectés en série et les trois autres sont en mode veille. Les inducteurs sont en court-circuit.
Dans la quatrième sous-bande, les cinq spires sont connectées en parallèle et les inductances sont court-circuitées.
Les commandes de commutation de sous-bandes sont envoyées à l'unité relais située dans l'unité d'antenne à partir du circuit de génération de commandes de commutation de bandes situé dans l'unité de commande.
2. Antenne magnétique de réception HF "15E1213" (Tablier).
Cette antenne reprend essentiellement la conception précédente, mais contrairement à elle, elle est omnidirectionnelle.
Le produit est une antenne magnétique résonante omnidirectionnelle de la gamme des ondes courtes, conçue pour recevoir des ondes électromagnétiques de polarisation verticale, et est installée sur les sites des clients. Le produit est conçu pour fonctionner avec des unités de contrôle automatisées de transmission à ondes courtes pour les communications interurbaines (par exemple, R-160P). Le produit fournit une réception omnidirectionnelle de signaux radio, pour laquelle deux antennes cadres mutuellement perpendiculaires avec un déphaseur en quadrature à large bande dans le chemin d'adaptation sont installées dans l'antenne. La sommation des signaux radio s'effectue à la charge totale de l'amplificateur final.
La plage de fonctionnement du produit est de 1,5 à 29,99999 MHz.
Le diagramme de rayonnement dans le plan horizontal a la forme d’un « cercle ».
La sensibilité de champ du produit ne dépasse pas 12 µV/m dans une bande de 0,3 kHz avec un rapport signal/bruit de 20 dB.
Dimensions et poids du produit :
unité d'antenne 710x620x276 mm, 40 kg ;
unité de réglage automatique 550x250x200 mm, 20 kg.
Le circuit d'antenne se compose de :
cadres dans la gamme 1,5-6 MHz (5 tours) et dans la gamme 6-30 MHz (2 tours) de section rectangulaire, constitués d'un tube de cuivre d'un diamètre de 6 mm ;
deux transformateurs qui équilibrent les cadres ;
condensateur variable discret.
Le choix des deux châssis est déterminé par l'exigence de couvrir la plage de fonctionnement de l'antenne avec le minimum de commutation possible dans les circuits secondaires et avec la meilleure adaptation des résistances inductives et capacitives des charges des enroulements primaire et secondaire du balun. transformateurs.
Un DCPE huit bits avec une résolution de 2 pF, contrôlé à l'aide d'un relais HF, est connecté en parallèle aux trames via des transformateurs balun.
Le diagramme de rayonnement dans le plan horizontal a la forme d’un « cercle ».
La sensibilité de champ du produit ne dépasse pas 12 µV/m dans une bande de 0,3 kHz avec un rapport signal/bruit de 20 dB.
Dimensions et poids du produit :
unité d'antenne 710x620x276 mm, 40 kg ;
unité de réglage automatique 550x250x200 mm, 20 kg.
Le circuit d'antenne se compose de :
cadres dans la gamme 1,5-6 MHz (5 tours) et dans la gamme 6-30 MHz (2 tours) de section rectangulaire, constitués d'un tube de cuivre d'un diamètre de 6 mm ;
deux transformateurs qui équilibrent les cadres ;
condensateur variable discret.
Le choix des deux châssis est déterminé par l'exigence de couvrir la plage de fonctionnement de l'antenne avec le minimum de commutation possible dans les circuits secondaires et avec la meilleure adaptation des résistances inductives et capacitives des charges des enroulements primaire et secondaire du balun. transformateurs.
Un DCPE huit bits avec une résolution de 2 pF, contrôlé à l'aide d'un relais HF, est connecté en parallèle aux trames via des transformateurs balun.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:31
Antenne sur la loggia. Option n°1 - conception par V. Lifar (RW3DKB)
Version balcon à faire soi-même de l'antenne d'émission-réception HF
Ainsi, qu'un radioamateur vive dans une petite ville de province, une grande ville non provinciale ou une immense métropole, cela n'a pas d'importance. Il n’y a pas de sortie vers le toit, et il n’y en a aucun signe !
Et où, sinon sur le toit, placer un système d'antenne pleine grandeur ?
Les démarches pour obtenir l’autorisation officielle d’installer une antenne sont très épineuses et pleines de subtilités confinant à la folie. Tout le monde a peur de tout le monde, mais surtout de ceux qui veulent recréer la tour Ostankino sur le toit.
Et si la chaleur brûlait dans le sang et que vous souhaitiez organiser une communication radio bidirectionnelle, et ne pas vous égorger dans la forêt ?
Dans une telle situation, des antennes raccourcies pouvant être placées dans de petits espaces, comme un balcon, une loggia ou le plan du mur d'un immeuble résidentiel, viennent en aide à ceux qui aiment « conduire la vague ».
Nous commencerons nos pérégrinations par une connaissance du design de Valery Nikolaevich Lifar (RW3DKB).
"Il faut une tête non seulement pour boire de la vodka, il est parfois utile de réfléchir avec... Il n'y a pas d'accès au toit - boum, travail depuis la loggia !", a déclaré l'auteur et a écrit l'article "Antenne RW3DKB sur la loggia". .» Source - http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-186.
Voici ce qui s'est passé :
Et où, sinon sur le toit, placer un système d'antenne pleine grandeur ?
Les démarches pour obtenir l’autorisation officielle d’installer une antenne sont très épineuses et pleines de subtilités confinant à la folie. Tout le monde a peur de tout le monde, mais surtout de ceux qui veulent recréer la tour Ostankino sur le toit.
Et si la chaleur brûlait dans le sang et que vous souhaitiez organiser une communication radio bidirectionnelle, et ne pas vous égorger dans la forêt ?
Dans une telle situation, des antennes raccourcies pouvant être placées dans de petits espaces, comme un balcon, une loggia ou le plan du mur d'un immeuble résidentiel, viennent en aide à ceux qui aiment « conduire la vague ».
Nous commencerons nos pérégrinations par une connaissance du design de Valery Nikolaevich Lifar (RW3DKB).
"Il faut une tête non seulement pour boire de la vodka, il est parfois utile de réfléchir avec... Il n'y a pas d'accès au toit - boum, travail depuis la loggia !", a déclaré l'auteur et a écrit l'article "Antenne RW3DKB sur la loggia". .» Source - http://smham.ucoz.ru/publ/12-1-0-186.
Voici ce qui s'est passé :
Je souhaite partager mes impressions sur ma nouvelle antenne. Il s'agit d'une option forcée pour une antenne sur la loggia, puisqu'il n'y a pas d'accès au toit. Sa conception ressort clairement de la figure ci-dessous.
Fig.1
Il s'agit d'une antenne cadre. Dans la version illustrée sur la figure 1, il a une polarisation verticale. Pour la créer, l'antenne est alimentée au milieu du fil vertical gauche à l'aide d'une « queue de cochon » fabriquée à partir du même fil que le tissu de l'antenne (c'est-à-dire que la « queue de cochon » est une continuation du tissu de l'antenne).
Que la « queue de cochon » soit dessinée à gauche ou à droite n'a pas d'importance fondamentale. J'ai fait les deux.
Pour obtenir une polarisation horizontale, la « pigtail » doit sortir du milieu de la partie horizontale, en haut ou en bas.
La feuille d'antenne a été constituée de fil solide (sans coupures) précisément parce qu'il est facile de transférer (faire glisser) l'antenne vers la polarisation souhaitée. C'est important parce que Lors de la réception d'une polarisation verticale sur une antenne horizontale, jusqu'à 3 points de force du signal sont perdus. Par conséquent, pour les triplebenders répandus, il est préférable que le robinet soit réalisé à partir du milieu de la partie horizontale - il sera possible d'établir des connexions sur de plus longues distances.
Les dimensions de l'antenne sont de 3,36 x 1,5 x 3,36 x 1,5 m. Dans ce cas particulier, le fil d'antenne étant en polychlorure de vinyle et comportant une isolation en soie à l'intérieur, 8 clous de fixation sont utilisés dans les coins du cadre, qui sont plié en demi-anneau pour que le fil ne glisse pas.
Un fil de cuivre toronné d'installation d'un diamètre de 2,5 mm, isolant en PVC, de couleur noire, a été utilisé. La longueur totale du fil est d'environ 12 mètres. Il s'agit de 1,03λ pour une portée de 10 m. Cette longueur est généralement prise lors de la suspension d'un carré grandeur nature à 10 m. La longueur du fil doit être légèrement supérieure à la longueur d'onde de travail.
Après avoir tendu le tissu de l'antenne, le reste du fil, d'environ 1,5 mètres de long (λ/
, est torsadé en une « queue de cochon » (qu'est-ce qui n'est pas une ligne correspondante ?). Cette longueur n'a pas été choisie par hasard ; λ/8 est la longueur électrique du pigtail pour la portée de 10 m. Un balun 4:1 est installé à l'extrémité du « pigtail ».La « queue de cochon » a un pas de torsion d'environ 2x80 mm. La torsion est utilisée pour garantir que les fils soient ensemble côte à côte comme un seul cordon sans recourir à des mesures spéciales pour les maintenir. Cela n'a pas vraiment d'importance. Si vous le souhaitez, vous pouvez tracer la ligne d'une manière différente.
Il existe une petite nuance associée à la propre capacité de la ligne, qui s’avère être connectée au cadre, abaissant d’une manière ou d’une autre sa fréquence de résonance. Le réglage et l'adaptation complets sont toujours effectués par le tuner d'antenne, le mettant en résonance à la fréquence souhaitée.
Fig. 2
À l'extrémité de la « queue de cochon » dans cette conception, un balun RBA 4:1 prêt à l'emploi de LDG avec une puissance allant jusqu'à 150 W est utilisé.
Vous pouvez fabriquer vous-même un balun - enroulez 10 à 14 tours autour d'un cercle en deux fils d = 1 mm (selon μ). Le diamètre de l'anneau de ferrite est d'environ 40 mm. La connexion des bornes du bobinage est représentée sur le schéma (Fig. 2).
Un câble de 50 Ohms, d'environ 5 mètres, avec un verrou en ferrite du PC (immédiatement après le balun), afin qu'il n'y ait pas de fuite RF sur la surface du câble et qu'il n'y ait pas d'interférence TV. Vous pouvez également installer deux loquets aux deux extrémités du câble.
La qualité de l'émetteur doit également être prise en compte. La deuxième harmonique du signal émis doit être bien supprimée, sinon à la fréquence du canal TV 1, lorsque le téléviseur est proche de l'émetteur-récepteur (je l'ai à une distance de 1 m), des interférences peuvent apparaître dans l'image. En cas d'interférences, le mode de fonctionnement de l'étage de sortie de l'émetteur doit être amélioré ou un filtre anti-TVI doit être installé en sortie.
Il convient de noter que les interférences ne peuvent se produire que sur la portée de 10 m et uniquement sur la première chaîne TV. Il n'y a jamais eu d'interférences lorsque la télévision était sur d'autres chaînes.
La longueur du câble n'a pas d'importance fondamentale, même si la science recommande d'utiliser des longueurs de câble multiples de la demi-onde de fonctionnement, en tenant compte du raccourcissement du câble. Cette condition n'est remplie que pour une antenne monobande. Nous avons une antenne multibande, donc à des fréquences plus basses, la longueur électrique du câble sera toujours inférieure à une demi-longueur d'onde, c'est-à-dire en cas d'adaptation incomplète avec l'antenne, il y aura certainement une composante réactive, qui devra encore être compensée par le tuner lors du réglage de l'antenne.
Le câble est connecté au tuner d'antenne automatique Z-100.
Aux dimensions indiquées, l'efficacité d'une telle antenne n'est pas inférieure à celle d'un carré pleine grandeur, supérieure à 1 dB sur une portée de 10 mètres.
Ensuite, j'ai essayé de le faire correspondre sur des gammes inférieures. J'ai exécuté le SWR au niveau 1,5 et j'ai obtenu 27,780 MHz à 29,7 MHz. Sur la plage de 15 mètres de 20.620 à 21.500 MHz. A 20 mètres de 13,7 à 14,7 MHz. Sur la plage de 40 mètres de 6,9 à 7,6 MHz. A 80 mètres de 3,625 à 3,88 MHz. Bien entendu, il s’appuie également sur toutes les gammes intermédiaires avec des résultats similaires.
Quant à l’efficacité sur les gammes. C'est une question difficile, car mon ballon est « tordu ». Mais selon les premières estimations, à 15 mètres 70 %, à 20 mètres environ 50 %. Les fourchettes inférieures seront naturellement encore plus basses. Mais ils font du bon travail à la réception.
L'antenne est entièrement adaptée dans la bande de fréquences de 28,5 à 34,7 MHz (la fréquence de résonance est de 31,7 MHz) et l'utilisation d'un tuner n'est pas nécessaire ici. Le résultat est tout à fait adéquat compte tenu des dimensions de l'antenne.
Un tuner est nécessaire lorsque vous travaillez dans la plage de 28,0 à 28,5 MHz. Cela est également compréhensible, car L'antenne est plus courte que nécessaire pour fonctionner sur cette bande. Cependant, une fois la coordination réussie, il s'avère que le pigtail (en fait, il s'agit d'une alimentation symétrique avec une impédance caractéristique d'environ 200 Ohms) a augmenté la résistance de l'antenne de la valeur standard pour les trames d'environ 100 Ohms à 200 Ohms, puis le transformateur a divisé cela par 4 et il s'est avéré que ce n'était que 50 Ohms. C'est gratifiant.
Lorsque la fréquence est réduite, il n'y a pas de sous-résonances notables ni aux fréquences de 24 MHz, ni aux fréquences de 21 MHz, ni à 18 MHz, ni à 14 MHz. L’antenne ne résonne donc pas pour ces fréquences. Il n'y a aucun moyen de le faire sans utiliser un tuner.
Lors des mesures, il s'est avéré qu'il existe deux sous-résonances proches des fréquences de 17,2 et 6,6 MHz. Cela ressemble à ceci :
| Fréquence (MHz) | 18.6 | 17.2 | 16,0 | 8.0 | 7.2 | 6.0 | 5.6 |
| ROS | 3.0 | 2.5 | 3.0 | 3.0 | 2.5 | 2.5 | 3.0 |
La présence de telles sous-résonances indique simplement la possibilité d'essayer d'utiliser cette antenne comme une antenne multibande. Bien entendu, cela est impossible sans un tuner d'antenne.
Cette antenne est également réglable dans une portée de 80 mètres. En réception, cela se remarque par l’augmentation de la force des signaux reçus par l’antenne. Cependant, l'antenne n'est pas très efficace pour la transmission en raison d'une forte baisse de la résistance aux rayonnements. En dessous de la portée, l'antenne n'est plus réglée, ce qui rend la portée de 160 mètres inaccessible, bien que quelque chose puisse y être entendu, mais à peu près comme sur un morceau de fil de 10 mètres de long.
Mais néanmoins, cette antenne permet toujours de travailler à l'antenne et d'émettre dans des portées de 40 mètres et plus pour ceux pour qui il est impossible d'installer une antenne pleine grandeur pour des raisons objectives d'inaccessibilité au toit.
En plus de ce qui précède...
Mon cadre est situé dans un plan nord-sud, c'est-à-dire en théorie, il ne doit recevoir de signaux ni du nord ni du sud... seulement de l'ouest et de l'est à travers toute la maison... Mais non ! La preuve en est la connexion avec Sergey, UA6AES, de Krasnodar. Il a répondu immédiatement, bien que le rapport en donne 57, mais étant donné qu'il a 2 carrés à polarisation horizontale, et que j'ai un carré à polarisation verticale, alors je n'aurais pas dû m'attendre à un meilleur rapport ! Il est important qu'il m'entende et réponde. Même si j'étais dans une zone où, en théorie, il ne devrait y avoir aucune réception... Et en général, l'antenne fonctionne bien, si j'entends quelqu'un, je peux certainement établir une connexion avec lui.
Voici une antenne de substitution sur le balcon... Il s'avère qu'elle peut aussi faire quelque chose - quelque chose qu'on n'attend pas d'elle !!! Qu’en dites-vous, messieurs et amis radioamateurs ?
PS Aujourd'hui, Vladimir Trifonov m'a appelé. Il m'a félicité pour la nouvelle année à venir et m'a dit qu'il travaillait avec beaucoup de succès sur l'antenne du balcon, réalisée à l'image et à la ressemblance de mon antenne. Il m'a également remercié pour cette conception d'antenne. Seul son tuner d'antenne n'est pas automatique, mais manuel MFJ. Hier, il a effectué plusieurs dizaines de communications avec des stations de radio en Europe sur la bande 14 MHz. La pratique est le critère de vérité ! L'antenne est au moins, ou supposément, dans la gamme des 28 MHz, mais elle fonctionne néanmoins avec beaucoup de succès à 14 MHz pour Vladimir Trifonov. Si vous disposez d'un tuner, vous pouvez également travailler avec succès à 10 MHz, à 18 MHz, à 21 MHz et à 24 MHz. Si vous le souhaitez, vous pouvez travailler à 27 MHz. En tout cas, j'ai testé l'antenne sur toutes ces bandes et j'ai travaillé avec succès. Contrairement à l'avis de certains experts, j'appelle hardiment une telle antenne multibande et je ne vois aucune raison de ne pas la considérer comme telle.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:32
Antenne sur la loggia. Option n°2 - conception de F. Dorenberg
Version balcon à faire soi-même d'une antenne d'émetteur-récepteur magnétique HF. Nous transmettons et recevons sans monter sur le toit
Eh, le fier titre de « radioamateur » est devenu rare, presque tombé dans l'oubli. Le socialisme non victorieux a quitté nos territoires semi-asiatiques pour des pays impérialistes lointains. Où sont passés les passionnés avec des fers à souder à la main, démontant des circuits, échangeant des idées et de nouveaux designs ? Oui, tout est au même endroit, très chers, tout est au même endroit.
Alors, qu'est-ce qu'il y a de l'autre côté de la colline ? Oui, tout va bien là-bas... stable. Les gars fouinent, écrivent des œuvres, créent des étincelles, s'assoient dans la fumée, croisent des vers... Oui, il n'y a pas assez d'espace là-bas et pas assez pour tout le monde (le thé n'est pas nos étendues sibériennes), alors ils essaient de faire leurs antennes sont petites, et j'ajouterais - électriquement raccourcies.
Je voudrais vous présenter l'une de ces versions de balcon d'une antenne magnétique d'émetteur-récepteur, décrite en détail par l'amateur néerlandais Frank Dorenberg.
Alors, qu'est-ce qu'il y a de l'autre côté de la colline ? Oui, tout va bien là-bas... stable. Les gars fouinent, écrivent des œuvres, créent des étincelles, s'assoient dans la fumée, croisent des vers... Oui, il n'y a pas assez d'espace là-bas et pas assez pour tout le monde (le thé n'est pas nos étendues sibériennes), alors ils essaient de faire leurs antennes sont petites, et j'ajouterais - électriquement raccourcies.
Je voudrais vous présenter l'une de ces versions de balcon d'une antenne magnétique d'émetteur-récepteur, décrite en détail par l'amateur néerlandais Frank Dorenberg.
Pendant mes vacances d'été 2016, j'ai décidé de faire quelques expériences avec une antenne magnétique utilisant une spirale métallique provenant d'un jouet pour enfants Slinky.
Le Slinky
standard est un jouet constitué d'un ressort métallique flexible contenant 90 spires d'un diamètre d'environ 7 cm.
Le Slinky compressé est court, mais peut être étiré en spirale jusqu'à 4,5 m de long sans déformation.La longueur totale du fil d'acier à partir duquel le Slinky est fabriqué est d'environ 20 m. Naturellement, la longueur électrique de l'antenne sera inférieure aux 20 m spécifiés. Dans notre cas, l'antenne est une « antenne hélicoïdale en mode normal » et. a un rayonnement maximal dans des directions perpendiculaires à l’axe de la bobine.
L'enroulement du fil a une inductance qui est répartie dans toute l'antenne. Ceux. L'antenne est dotée d'une charge inductive continue intégrée. Puisque la charge est générée par la forme hélicoïdale du fil d’antenne, elle est également appelée « charge hélicoïdale ».
Comme tout inducteur, Slinky possède également une capacité parasite distribuée. La fréquence d'auto-résonance d'une bobine Slinky standard est comprise entre 7 et 8 MHz, lorsqu'elle est étirée de 1,5 à 4,5 mètres.
Remarque : les moulinets Slinky standard sont fabriqués à partir d'acier de qualité inférieure très bon marché et ne sont pas inoxydables. De plus, le fil d’acier présente des pertes plus élevées que le fil de cuivre, ce dont nous ne voulons absolument pas. Pour célébrer le 40ème anniversaire, un lot de Slinkys est sorti en laiton. Ils étaient assez chers... J'ai acheté mon exemplaire en 2008.
CONCEPTION.
1. Comme indiqué ci-dessus, une bobine Slinky standard comporte 90 tours. Après avoir mené une série d’expériences, il restait 86 tours dans ma bobine de cuivre.
2. L'anneau sur lequel est maintenue la spirale est constitué d'un tube en PVC d'un diamètre extérieur de 16 mm et d'une longueur totale de 5 m. Le diamètre de la boucle apprise est de 1,6 m - tout simplement parfait pour une bobine Slinky sans trop étirer ses spires ni espacer les spires trop près (pour éviter le risque que des spires adjacentes se touchent).
Le film Slinky n'est attaché nulle part à la boucle PVC ! Après avoir connecté ses extrémités au condensateur d’accord, la bobine reste toute seule en place. En raison de l'élasticité de la bobine, les tours de la bobine sont uniformément répartis. Et grâce au poids léger du tuyau et de la bobine en PVC, une forme assez ronde de la boucle est conservée, sans s'affaisser dans un ovale.
3. Pour régler l'antenne, j'ai utilisé un vieux condensateur à air variable à deux sections de 2x (36-240) pF. J'ai connecté deux sections du condensateur en série. Cette configuration double la tension nominale et, en même temps, réduit de moitié la plage de réglage de la capacité. La valeur mesurée était : 24-125 pF.
Cette plage de changements de capacité (1 : 5) est relativement petite, mais vous permet d'ajuster la fréquence de résonance de 2,2 fois, ce qui garantit une couverture complète des plages de 40 à 80 mètres.
4. Pour le mât d'antenne, j'ai utilisé ma solution standard - une section de 2,5 mètres de tuyau en PVC d'un diamètre extérieur de 63 mm, montée sur un lourd support en fonte.
5. Pour les expériences de connexion d'une boucle avec un câble coaxial, j'ai utilisé 2 options :
- Montage d'un fil solide avec une isolation rigide et un connecteur BNC (gamma matching).
- Anneau en ferrite (types FT140-43 et T240-31) pour adaptation des transformateurs.
ESSAIS.
Lors du réglage du condensateur à sa capacité maximale (125 pF), la fréquence de résonance était de 3,47 MHz. L'inductance de la bobine était de 30 µH, ce qui est bien supérieur à l'inductance d'une boucle standard à un tour (généralement plusieurs microhenrys).
Lors du réglage du condensateur à la valeur de capacité minimale (24 pF), la fréquence de résonance a augmenté jusqu'à 8,88 MHz.
La fréquence de résonance propre de l'antenne (lorsque l'unité de commande est éteinte) était égale à 12,5 MHz. Il s'agit de la fréquence de résonance maximale pouvant être atteinte avec cette antenne sans réduire le nombre de tours Slinky.
1. Adaptation gamma de la boucle avec un câble coaxial.
Pour obtenir un ROS acceptable de 1,4 autour de 3585 kHz et de 1,8 à 7045 kHz, j'ai réalisé un branchement à partir de 3,5 tours de bobine. La bande passante avec SWR < 2 était de 18,5 kHz (sur la bande de 80 m) et de 24,3 kHz (sur la bande de 40 m).
À une puissance de sortie de l'émetteur de 100 W, il n'y avait aucune preuve de décharge corona rougeoyante ou d'étincelles de condensateur.
2. Adaptation à l'aide d'un transformateur sur un anneau de ferrite.
Avec un petit tore de ferrite FT140-43 (matériau #43) j'ai obtenu le meilleur SWR avec 3 tours de secondaire.
La bande passante avec un niveau SWR < 2 était de 32 kHz (sur la bande 80 m) et de 49 kHz (sur la bande 40 m). L'anneau de ferrite reste froid à 50 W, mais devient très chaud à 100 W de puissance d'émission.
Ensuite, j'ai essayé le grand tore FT240-31 (matériau n°31). Aucun échauffement de l’anneau n’a été observé à une puissance d’émetteur de 100 W.
Le meilleur ROS a été obtenu avec 4 tours dans l'enroulement secondaire du transformateur.
La bande passante avec un niveau SWR < 2 était de 25 kHz (sur la bande 80 m) et de 24 kHz (sur la bande 40 m).
Pour tester moi-même les antennes d'émission, j'utilise généralement des récepteurs distants situés sur : http://www.websdr.org.
J'ai fait quelques tests rapides sur 40m l'après-midi du 1er janvier 2017.
Les captures d'écran ci-dessous sont des images Web SDR de cascades prises dans des régions proches de Paris, du centre de l'Angleterre et du sud de l'Allemagne. Ils se situent à environ 600 km, 1100 km et 800 km de mon QTH dans le sud de la France.
Comme c'était avant le coucher du soleil, je ne pouvais pas voir mon signal porteur à 80 mètres.
Source : Site de Frank Dörenberg
Traduction gratuite - vpayaem.ru
Remarque vpayaem.ru :
De telles conceptions d'antennes magnétiques, à mon avis, bien que courantes parmi les radioamateurs étrangers, ne sont pas tout à fait correctes.
Après tout, il est bien connu qu’en donnant à une bobine rectiligne une forme toroïdale, nous fermons ainsi les lignes de champ magnétique à l’intérieur de la bobine et réduisons ainsi le rayonnement externe.
Malgré cela, de telles spirales enroulées continuent d'apparaître dans des sources tout à fait fiables, avec des descriptions détaillées, des photographies et des tests comparatifs ainsi que des cadres conventionnels d'un diamètre similaire. Et ce qui est le plus intéressant, c’est qu’en termes d’efficacité dans les passes (à en juger par ces sources), ils gagnent toujours.
De telles conceptions d'antennes magnétiques, à mon avis, bien que courantes parmi les radioamateurs étrangers, ne sont pas tout à fait correctes.
Après tout, il est bien connu qu’en donnant à une bobine rectiligne une forme toroïdale, nous fermons ainsi les lignes de champ magnétique à l’intérieur de la bobine et réduisons ainsi le rayonnement externe.
Malgré cela, de telles spirales enroulées continuent d'apparaître dans des sources tout à fait fiables, avec des descriptions détaillées, des photographies et des tests comparatifs ainsi que des cadres conventionnels d'un diamètre similaire. Et ce qui est le plus intéressant, c’est qu’en termes d’efficacité dans les passes (à en juger par ces sources), ils gagnent toujours.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:32
L'antenne « Wonder-Bar »
La tige miracle est une version compacte d'un dipôle raccourci pour 10 et 20 mètres. Antenne HF directionnelle fabriquée à partir des restes de tubes en aluminium provenant d'une antenne TV
La première mention de l'antenne émetteur-récepteur Wonder Bar était un article publié dans le numéro de novembre 1956 du magazine radioamateur américain QST.
L'antenne était un dipôle raccourci et était conçue pour fonctionner dans la gamme HF de 10 mètres. Cependant, en raison de l'intérêt généralisé pour cette conception, dès juin 1957, une option fut proposée pour la bande radioamateur de 20 mètres.
Depuis lors, l'antenne a subi plusieurs modifications et, à en juger par de nombreuses publications différentes dans des sources étrangères, a acquis un degré de reconnaissance et de popularité assez élevé. Voici ce que Don Butler écrit dans sa publication électronique hamuniverse.com :
L'antenne était un dipôle raccourci et était conçue pour fonctionner dans la gamme HF de 10 mètres. Cependant, en raison de l'intérêt généralisé pour cette conception, dès juin 1957, une option fut proposée pour la bande radioamateur de 20 mètres.
Depuis lors, l'antenne a subi plusieurs modifications et, à en juger par de nombreuses publications différentes dans des sources étrangères, a acquis un degré de reconnaissance et de popularité assez élevé. Voici ce que Don Butler écrit dans sa publication électronique hamuniverse.com :
Avez-vous besoin d'un dipôle petit et léger pour les communications DX sur la bande des 10 mètres ? Vous souhaitez le réaliser en quelques heures en utilisant les tubes d'une vieille antenne TV ? Voulez-vous qu'il s'agisse d'une conception facilement reproductible avec de bons paramètres, offrant un SWR minimal sur toute la plage ? Alors c'est ce dont vous avez besoin ! SWR = 1,0 sur toute la gamme DX, des dimensions inférieures à 2,5 mètres et tout cela à un coût minime !
Dans la version originale (voir "TVQ" de 1956) les éléments d'antenne sont fabriqués à partir d'une ancienne antenne TV. J'ai utilisé un tube en cuivre à paroi mince au lieu d'aluminium et au lieu d'une connexion boulonnée, j'ai soudé les coins du triangle avec un chalumeau.
Fig. 1 Dessin de l'antenne Wonder Bar avec dimensions pour la bande 10 mètres.
Les éléments sont fixés sur une plaque en aggloméré à l'aide de vis en acier inoxydable. Les extrémités étamées sortant de la bobine étaient placées sous les éléments du tissu de l'antenne et vissées fermement.
Quant à la bobine, j'ai pris un fil ordinaire sans isolant d'un diamètre de 1,6 mm et enroulé 12 tours sur un manche de vadrouille d'un diamètre de 25 mm et d'une longueur de 75 mm. L'article de 1956 indiquait que le robinet était constitué de (10 + 3/
tours. J'ai fait un tap à partir du (10 + 1/2) tour (la différence au 1/8ème de tour est quasiment imperceptible et peut être ignorée !).Pour la bobine de communication, composée de deux tours, j'ai utilisé le même fil d'un diamètre de 1,6 mm, mais déjà isolé. La longueur d'enroulement de cette bobine de communication est de 38 mm et elle est située au-dessus du centre de la bobine principale. La connexion à l'émetteur-récepteur s'effectue via un câble de 52 ohms.
Alors quel a été le résultat ? SWR proche de 1 sur toute la plage. Le diagramme de rayonnement est similaire à celui d'un dipôle avec une bonne suppression des lobes secondaires.
La largeur de l'antenne est d'un peu plus de 2 mètres, j'ai donc décidé de l'installer dans le grenier. J'ai passé une ligne de pêche d'un demi-millimètre dans les trous des chevrons et j'y ai accroché l'antenne.
Après ce placement, je n'ai remarqué aucun changement de charge et de SWR. Tout de même d'excellents résultats pour la transmission. Pour la réception, le S-mètre montre une augmentation d’un point par rapport à un dipôle installé à l’extérieur, je ne sais pas pourquoi, mais c’est très probablement dû à la directivité.
En raison de sa facilité de fabrication, de son faible ROS sans réglage sur toute la plage de 28,0 à 29,7 MHz et de ses excellentes performances, cette antenne est devenue particulièrement populaire parmi les passionnés de DX au cours de l'Année géophysique internationale en 1957-58.
Bulletin ARLHS Numéro 12 • Livre 4 • Article 2 • Été 2003
Le principal avantage de cette antenne réside dans ses petites dimensions, qui permettront de placer la structure même sur un balcon standard.
La version d'antenne de 20 mètres publiée dans le numéro de juin 1957 de QST est illustrée dans la figure ci-dessous.
Fig. 2 Dessin de l'antenne Wonder Bar avec dimensions pour la portée de 20 mètres
Commentaire de Vpayaem.ru :
En fait, la fonction des cavaliers qui ferment un certain nombre (selon la portée) de tours de la bobine n'est pas entièrement clair. Je peux supposer qu'une solution aussi intelligente est un type de transformateur qui permet une adaptation supplémentaire de la Wonder Bar afin d'obtenir le SWR le plus bas dans la plage de fonctionnement.
Il est également important de garder à l’esprit que plus le diamètre des tubes d’antenne est grand, plus leur haut débit et leur efficacité sont élevés.
La version d'antenne de 20 mètres publiée dans le numéro de juin 1957 de QST est illustrée dans la figure ci-dessous.
Fig. 2 Dessin de l'antenne Wonder Bar avec dimensions pour la portée de 20 mètres
Commentaire de Vpayaem.ru :
En fait, la fonction des cavaliers qui ferment un certain nombre (selon la portée) de tours de la bobine n'est pas entièrement clair. Je peux supposer qu'une solution aussi intelligente est un type de transformateur qui permet une adaptation supplémentaire de la Wonder Bar afin d'obtenir le SWR le plus bas dans la plage de fonctionnement.
Il est également important de garder à l’esprit que plus le diamètre des tubes d’antenne est grand, plus leur haut débit et leur efficacité sont élevés.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:33
Dispositifs d'adaptation d'antenne
Accordeurs d'antenne en forme de L, en forme de T et en forme de U
Un dispositif d'adaptation d'antenne (tuner d'antenne) est un dispositif électronique conçu pour adapter l'impédance de l'antenne à la résistance de l'émetteur, du récepteur ou de la ligne d'alimentation, réalisé sous la forme d'une unité séparée et installé directement à l'entrée de l'antenne.
En règle générale, les équipements de transmission et de réception modernes disposent de chemins à large bande dont les impédances d'entrée et de sortie sont de 50 ou 75 Ohms. Par conséquent, pour une coordination et une mise en œuvre optimales des paramètres déclarés d'un tel équipement, il est nécessaire de fournir une charge active avec une résistance de 50 ou 75 Ohms pour les parties de réception et de transmission des chemins.
En fait, pour résoudre ce problème, il existe des dispositifs d'adaptation externes supplémentaires appelés tuners d'antenne.
La plupart des tuners d'antenne sont divisés en trois groupes : les dispositifs d'adaptation en forme de L, en forme de T et en forme de U.
1. Les tuners d'antenne de type L sont les dispositifs d'adaptation les plus simples, mais néanmoins assez fonctionnels. Les avantages de la conception en forme de L sont : la simplicité structurelle et la possibilité d'obtenir une puissance élevée avec des dimensions relativement petites. Un exemple de conception industrielle d'un dispositif d'adaptation en forme de L est le tuner d'antenne de petite taille MFJ-16010 (Fig. 1).
1 Conception et schéma du tuner d'antenne en forme de L MFJ-16010
Selon les données du passeport, le tuner MFJ-16010 fonctionne dans la gamme HF de 160 à 10 m avec une puissance maximale de 200 W.
Si l'impédance d'entrée de l'antenne ne descend pas en dessous de 50 Ohms, alors le dispositif d'adaptation de type L doit être connecté comme indiqué sur la figure 1, car il ne fonctionne que dans le sens d'une impédance croissante. Pour que le même appareil « diminue » la résistance de l'antenne, il doit être allumé à l'envers, c'est-à-dire que l'entrée et la sortie doivent être inversées.
Nous avons discuté en détail des options d'adaptation d'impédance à l'aide de divers circuits LC en forme de L sur la page (Lien vers la page) . Pour comprendre les valeurs des valeurs des éléments des circuits LC nécessaires à l'adaptation, nous transférerons ici certaines des informations de la page indiquée :
Fig. 2 Circuits d'adaptation en forme de L des tuners d'antenne
Calcul en ligne des circuits LC de tuners d'antenne en forme de L
En règle générale, les équipements de transmission et de réception modernes disposent de chemins à large bande dont les impédances d'entrée et de sortie sont de 50 ou 75 Ohms. Par conséquent, pour une coordination et une mise en œuvre optimales des paramètres déclarés d'un tel équipement, il est nécessaire de fournir une charge active avec une résistance de 50 ou 75 Ohms pour les parties de réception et de transmission des chemins.
En fait, pour résoudre ce problème, il existe des dispositifs d'adaptation externes supplémentaires appelés tuners d'antenne.
La plupart des tuners d'antenne sont divisés en trois groupes : les dispositifs d'adaptation en forme de L, en forme de T et en forme de U.
1. Les tuners d'antenne de type L sont les dispositifs d'adaptation les plus simples, mais néanmoins assez fonctionnels. Les avantages de la conception en forme de L sont : la simplicité structurelle et la possibilité d'obtenir une puissance élevée avec des dimensions relativement petites. Un exemple de conception industrielle d'un dispositif d'adaptation en forme de L est le tuner d'antenne de petite taille MFJ-16010 (Fig. 1).
1 Conception et schéma du tuner d'antenne en forme de L MFJ-16010
Selon les données du passeport, le tuner MFJ-16010 fonctionne dans la gamme HF de 160 à 10 m avec une puissance maximale de 200 W.
Si l'impédance d'entrée de l'antenne ne descend pas en dessous de 50 Ohms, alors le dispositif d'adaptation de type L doit être connecté comme indiqué sur la figure 1, car il ne fonctionne que dans le sens d'une impédance croissante. Pour que le même appareil « diminue » la résistance de l'antenne, il doit être allumé à l'envers, c'est-à-dire que l'entrée et la sortie doivent être inversées.
Nous avons discuté en détail des options d'adaptation d'impédance à l'aide de divers circuits LC en forme de L sur la page (Lien vers la page) . Pour comprendre les valeurs des valeurs des éléments des circuits LC nécessaires à l'adaptation, nous transférerons ici certaines des informations de la page indiquée :
Fig. 2 Circuits d'adaptation en forme de L des tuners d'antenne
Calcul en ligne des circuits LC de tuners d'antenne en forme de L
| Fréquence de fonctionnement F esclave (MHz) | |
| Résistance d'antenne Rant (Ohm) | |
| Réactance d'antenne jX fourmi (Ohm) | |
| Impédance caractéristique du câble R ( Ohm) | |
| Inductance L (1 activé), µH | |
| Capacité C (1 incl.), pF | |
| Qualité du circuit (1 activé) | |
| Inductance L (2 activés), µH | |
| Capacité C (2 incl.), pF | |
| Facteur de qualité du circuit (2 activé) |
Maintenant - concernant le choix du KPI et les écarts entre ses plaques , et cela s'applique à tous les tuners d'antenne, quelle que soit leur configuration. La tension estimée sur le condensateur peut être trouvée à l'aide de la formule U = P/R, où : P est la puissance de sortie de l'émetteur et R est la résistance de l'antenne à la fréquence de fonctionnement. Dans ce cas : un écart de 1 mm entre les plaques KPI peut supporter une tension de 1 000 V, un écart de 2 mm - 2 000 V, etc.
Pour minimiser les pertes introduites par le tuner, les inducteurs doivent avoir un facteur de qualité élevé . En règle générale, ces bobines sont fabriquées soit sur un cadre diélectrique, soit dans une conception sans cadre, ou sont enroulées sur des noyaux toroïdaux assez grands (la taille dépend de la puissance) en poudre de fer.
De plus, un interrupteur (interrupteur) doit être installé sur la station de radio , à l'aide duquel l'émetteur-récepteur est déconnecté de l'antenne lorsqu'il ne fonctionne pas. Le même interrupteur doit éteindre l'antenne en cas d'orage, car dans la plupart des cas, l'équipement de réception et de transmission tombe en panne à la suite d'un coup de foudre ou d'électricité statique captant l'antenne.
2. Les tuners d'antenne de type T comportent déjà trois éléments de réglage (contre deux pour ceux en forme de L). Cependant, ce sont ceux qui sont les plus répandus dans les appareils d'adaptation de fabrication artisanale et industrielle, en tant que tuners universels fonctionnant dans une large gamme de valeurs d'impédance sur toutes les bandes HF. Pour un fonctionnement normal du tuner, deux KPI avec une capacité maximale allant jusqu'à 500 pF et un variomètre avec une inductance allant jusqu'à 33 uH suffisent (Fig. 4).
Fig. 4 Tuner d'antenne de type T
Et encore une fois, à titre d'échantillon industriel, nous présentons un petit tuner d'antenne MFJ-902B avec une puissance maximale déclarée de 150 W pour la gamme de fréquences 1...60 MHz (Fig. 5).
4 Conception et circuit du tuner d'antenne en forme de T MFJ-902B
Le MFJ-902B est construit sur deux condensateurs variables (12...324 pF, 600 V) et une bobine enroulée sur trois noyaux toroïdaux collés en fer atomisé.
La taille de l'accordeur avec poignées et connecteurs est de 115x60x110 mm.
A en juger par la photographie, la bobine est réalisée sur des anneaux Amidon ou Micrometals en poudre de fer : numéro de mélange - 2, taille standard - T-94 ou T-106 (plus les anneaux sont grands, plus la puissance est élevée). Nombre de tours – 15...21 (selon la taille de bague sélectionnée).
Vous pouvez « jouer » avec les réglages du tuner en forme de T à l'aide d'un simulateur logiciel développé par Kevin Schidt (W9CF) et modifié par Igor Goncharenko (DL2KQ), dl2kq.de (Fig. 5).
Fig.5 Simulateur de tuner T-Network de K. Schidt (W9CF) et I. Goncharenko (DL2KQ)
Le simulateur peut fonctionner aussi bien en mode de configuration manuelle qu'en mode automatique (en appuyant sur le bouton "Auto").
Vous pouvez télécharger les programmes sur la page de l’auteur ou en utilisant les liens ci-dessous :
[list="color: rgb(0, 0, 0); font-family: Arial, Helvetica, sans-serif; text-align: justify; background-color: rgb(255, 255, 255);"]
[*]Téléchargez le simulateur T-tuner pour Windows 32 bits (fichier T-tuner32.exe).
[*]Téléchargez le simulateur T-tuner pour Windows 64 bits (fichier T-tuner64.exe).
[/list][*]Téléchargez le simulateur T-tuner pour Windows 64 bits (fichier T-tuner64.exe).
Si vous ne disposez pas de l'environnement requis pour exécuter des applications Java installées sur votre ordinateur, lorsque vous lancerez le programme, vous serez invité à télécharger l'environnement d'exécution Java.
3. Les dispositifs d'adaptation d'antenne de type P (Fig. 6) présentent un certain nombre d'inconvénients par rapport aux tuners en T. La capacité maximale du KPI pour de tels tuners devrait être 4 fois supérieure à celle des appareils en forme de T, tandis que la plage d'impédances correspondantes (en particulier à 160 et 80 m) est inférieure pour les tuners P.
6 Tuner d'antenne de type U
Les avantages incluent l'absence de besoin d'isoler le boîtier KPI du boîtier métallique, ainsi que l'affaiblissement des harmoniques supérieures, puisque le circuit en U agit également comme un filtre passe-bas.
Cependant, les inconvénients l'emportent sur les avantages, et c'est pour cette raison que cette conception est très rarement utilisée dans les tuners d'antenne pour les radioamateurs et les produits industriels.
4. Comment faire correspondre une antenne à l'aide d'un tuner d'antenne ?
1. Après avoir connecté l'antenne et sélectionné la bande sur l'émetteur-récepteur (récepteur), réglez les boutons de réglage du tuner en position médiane.
2. Tournez le bouton « inductance » pour obtenir le signal reçu maximum de n'importe quelle station sur la plage sélectionnée. Ensuite, nous ajustons le KPI, encore une fois, en fonction du signal maximum du récepteur.
3. Nous effectuons plusieurs itérations pour obtenir le meilleur résultat.
4. Allumez l'émetteur à puissance réduite et répétez les étapes. 2...3, nous obtenons le SWR minimum entre l'émetteur et le tuner.
5. Ensuite, nous augmentons la puissance jusqu'à la valeur maximale et ajustons à nouveau le tuner aux meilleures valeurs SWR.
6. Nous notons la combinaison de positions de contrôle pour la plage sélectionnée afin que lorsque nous travaillons à nouveau à l'antenne, nous nous limitions aux paragraphes. 4 et 5.
Et sur la page suivante, nous examinerons les conceptions de compteurs SWR optimisés pour fonctionner dans le cadre de divers tuners d'antenne.
3. Les dispositifs d'adaptation d'antenne de type P (Fig. 6) présentent un certain nombre d'inconvénients par rapport aux tuners en T. La capacité maximale du KPI pour de tels tuners devrait être 4 fois supérieure à celle des appareils en forme de T, tandis que la plage d'impédances correspondantes (en particulier à 160 et 80 m) est inférieure pour les tuners P.
6 Tuner d'antenne de type U
Les avantages incluent l'absence de besoin d'isoler le boîtier KPI du boîtier métallique, ainsi que l'affaiblissement des harmoniques supérieures, puisque le circuit en U agit également comme un filtre passe-bas.
Cependant, les inconvénients l'emportent sur les avantages, et c'est pour cette raison que cette conception est très rarement utilisée dans les tuners d'antenne pour les radioamateurs et les produits industriels.
4. Comment faire correspondre une antenne à l'aide d'un tuner d'antenne ?
1. Après avoir connecté l'antenne et sélectionné la bande sur l'émetteur-récepteur (récepteur), réglez les boutons de réglage du tuner en position médiane.
2. Tournez le bouton « inductance » pour obtenir le signal reçu maximum de n'importe quelle station sur la plage sélectionnée. Ensuite, nous ajustons le KPI, encore une fois, en fonction du signal maximum du récepteur.
3. Nous effectuons plusieurs itérations pour obtenir le meilleur résultat.
4. Allumez l'émetteur à puissance réduite et répétez les étapes. 2...3, nous obtenons le SWR minimum entre l'émetteur et le tuner.
5. Ensuite, nous augmentons la puissance jusqu'à la valeur maximale et ajustons à nouveau le tuner aux meilleures valeurs SWR.
6. Nous notons la combinaison de positions de contrôle pour la plage sélectionnée afin que lorsque nous travaillons à nouveau à l'antenne, nous nous limitions aux paragraphes. 4 et 5.
Et sur la page suivante, nous examinerons les conceptions de compteurs SWR optimisés pour fonctionner dans le cadre de divers tuners d'antenne.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:33
Instruments pour déterminer le SWR
1. Compteurs ROS basés sur un pont résistif RF,
2. Compteurs ROS avec transformateur de courant en ferrite,
3. Compteurs ROS basés sur le circuit de Stockton avec deux transformateurs
2. Compteurs ROS avec transformateur de courant en ferrite,
3. Compteurs ROS basés sur le circuit de Stockton avec deux transformateurs
Les appareils décrits dans cet article permettent de mesurer la puissance incidente et réfléchie de la charge et, par conséquent, de déterminer le ROS dans un chemin coaxial avec une impédance caractéristique de 50 Ohms.
1. Un compteur SWR en pont de type résistif présente un certain nombre d'avantages :
• indépendance des signaux de sortie par rapport à la fréquence,
• plage de fréquences de fonctionnement extrêmement large (de fractions à plusieurs centaines de MHz) avec des exigences de conception très modestes,
• capacité à fonctionner à faible ( unités de volts) niveaux du signal de l'émetteur,
et un certain nombre d'inconvénients :
• forte atténuation introduite dans la ligne,
• susceptibilité aux interférences reçues par l'antenne mesurée.
Fig. 1 Compteur ROS basé sur un pont résistif HF
Nous avons examiné en détail le fonctionnement de ce compteur ROS sur la page - (Lien vers la page) , nous ne le répéterons donc pas dans le cadre de cet article. Notons seulement qu'un tel dispositif constitue la meilleure solution pour régler les antennes, mais il est totalement inadapté au contrôle des antennes lors du fonctionnement normal de l'émetteur. Cela s'explique simplement : environ 75 % de la puissance de l'émetteur est dissipée sur les résistances R1-R3.
2. Compteurs SWR avec transformateur de courant en ferrite .
À titre d'exemple d'un tel dispositif relativement simple et fonctionnant bien avec un transformateur de courant, nous présentons le circuit du compteur SWR de V. Skripnik (UY5DJ) (Fig. 2). La photo de la planche a été empruntée au site - (Lien vers la page) .
Fig. 2 Compteur ROS avec transformateur de courant V. Skripnik (UY5DJ)
L'appareil se compose de deux voltmètres haute fréquence sur diodes VD1 et VD2, à l'aide desquels la puissance réfléchie et incidente est mesurée. Deux tensions sont appliquées à chacune des diodes VD1 et VD2 : l'une, proportionnelle à la tension dans la ligne de transmission, est fournie aux cathodes à partir des diviseurs capacitifs C1C2 et SZS4, et la seconde tension, proportionnelle au courant dans le conducteur central, est fourni aux anodes à partir des enroulements secondaires du transformateur.
La longueur électrique de la ligne de mesure (la distance entre les points de connexion C1 et SZ) étant faible par rapport à la longueur d'onde dans le câble, les tensions prélevées sur les diviseurs capacitifs sont pratiquement en phase.
Dans le même temps, les tensions retirées des enroulements secondaires sont antiphases. Par conséquent, sur une diode, la tension résultante sera égale à la somme des deux tensions et sur l'autre, à la différence.
Lequel dépend de la manière dont le début et la fin de l'enroulement secondaire du transformateur sont activés.
Le courant circulant dans la diode à laquelle la tension totale est appliquée est proportionnel à l'onde incidente, et le courant circulant dans l'autre est proportionnel à l'onde réfléchie.
Fig.3 Carte de circuit imprimé du compteur SWR V. Skripnik (UY5DJ)
Les diodes germanium haute fréquence VD1 et VD2 GD507 peuvent être remplacées par D9, D18, D310, D311, etc.
Le transformateur de courant est réalisé sur un noyau annulaire de taille standard K12x6x4,5 en ferrite M50VN. L'enroulement primaire est une section du conducteur central d'un câble coaxial qui, avec l'isolation, passe à travers un anneau. L'enroulement secondaire est pré-enroulé sur la circonférence de l'anneau - 30 tours de fil PELSHO-0,2 ou PEV-2 0,25. Le remontage sur l'anneau se fait de telle manière que l'ensemble du remontage occupe environ la moitié de la circonférence de l'anneau.
Un résultat légèrement meilleur sera obtenu en utilisant une âme plus grosse, par exemple K20x10x4, et un morceau de câble coaxial sans retirer la tresse de blindage, qui dans ce cas servira de blindage électrostatique. La tresse de blindage ne doit être mise à la terre que d'un seul côté.
Au début du réglage, le curseur de la résistance d'ajustement R3 est placé en position gauche selon le schéma, correspondant à la sensibilité maximale, le curseur de la résistance variable R4 en position haute selon le schéma, en ajustant les condensateurs C1 et C3 - vers des positions proches de la capacité minimale. L'appareil est réglé dans la plage de 14 ou 21 MHz.
Avec l'émetteur allumé, vérifiez les lectures de l'appareil de mesure dans différentes positions de l'interrupteur S1. Si en position "Chute" les lectures de l'instrument sont inférieures à celles de la position « Négative », puis elles modifient le câblage des bornes de l'enroulement secondaire du transformateur T1. Après cela, la puissance de l'émetteur est réglée de telle sorte que les lectures de l'appareil PA1 soient en position « Bas ». étaient maximum et, en tournant l'interrupteur S1 sur la position « Neg », ajustez le condensateur C1 jusqu'à ce que les lectures minimales de l'appareil soient obtenues.
Ensuite, l'émetteur est connecté au connecteur XS2, et l'antenne équivalente est connectée au connecteur XS1, et dans la position du commutateur S1 « Fad ». en sélectionnant le condensateur C3, les lectures minimales de l'appareil sont à nouveau atteintes. Le processus de réglage des condensateurs C1 et C3 doit être répété plusieurs fois.
La position du curseur de la résistance d'ajustement R3 est déterminée lors de l'étalonnage de l'appareil.
La précision de la mesure du ROS avec ce pont de mesure est d'environ 10 %, mais elle peut être considérablement augmentée en réalisant l'appareil selon la configuration suivante :
3. Compteurs ROS selon le circuit de Stockton avec deux transformateurs.
Un autre nom pour cette formation est « match en tandem », basé sur l'article « The Tandem Match » publié dans le magazine QST, janvier 1987 (par John Grebenkemper, KA3BLO).
La figure 4 montre un schéma d'un tel pont, constitué de deux lignes de câble coaxial avec transformateurs en ferrite et conçu pour mesurer le ROS dans une large gamme de fréquences avec une très bonne uniformité.
Fig. 4 Schéma du pont de mesure selon le schéma de Stockton
Les deux transformateurs sont conçus de la même manière. L'enroulement primaire est formé d'une âme de câble coaxial enfilée dans un anneau de ferrite. Pour ces derniers, les anneaux de ferrite FT50-43 ou domestiques M30-M50VN sont recommandés. L'enroulement secondaire est enroulé sur un anneau de 7...28 tours de fil émaillé. Le nombre de tours dépend de la puissance maximale absorbée et est indiqué dans le schéma (Fig. 4).
Les diodes D1 et D2 sont des diodes Schottky de type germanium ou BAT43.
A titre d'exemple, la figure 5 montre la mise en œuvre d'un pont de mesure de 50 watts de DG1KPN (https://dl6gl.de/) .
Fig.5 Implémentation d'un compteur TOS de 50 watts utilisant le circuit Stockton de DG1KPN
Données :
• Noyaux toroïdaux FT50-43, 14 tours CuL 0,5 mm ;
• Câble coaxial semi-rigide, isolé sous tores ;
• Diodes : 1N34.
Sans aucun réglage, l'erreur du circuit de mesure de ce pont de mesure reste toujours inférieure à 5 %.
La perte d'insertion jusqu'à 50 MHz ne dépasse pas 0,1 dB.
Le SWR sous une charge de 50 ohms jusqu'à 50 MHz est compris entre 1,05 et 1,08.
Une autre implémentation (cette fois d'un compteur SWR de 750 watts) de DG1KPN est illustrée à la figure 6.
Fig. 6 Implémentation d'un compteur SWR de 750 watts utilisant le circuit Stockton de DG1KPN
Par rapport au circuit précédent, quelques modifications ont été apportées :
• Un condensateur trimmer 30p est installé sur la broche « Incident » pour minimiser le signal réfléchi dans le signal souhaité. gamme de fréquences.
• L'âme du câble coaxial est acheminée à travers le transformateur inférieur jusqu'aux connecteurs coaxiaux BNC « Réfléchi » et « Incident ». Deux résistances de charge de 50 ohms ou toute autre valeur peuvent y être connectées comme fiches de charge standard.
• Les redresseurs à diodes peuvent être connectés ou déconnectés à l'aide de deux cavaliers.
L'appareil utilisait des noyaux toroïdaux FT114-43.
Enroulements secondaires – 30 tours de 0,8 mm CuL.
Câble coaxial RG393 (ou RG213, RG214).
Diode 1N34.
À 750 watts de puissance dans une charge de 50 ohms et 30 tours d'enroulements secondaires, la tension de sortie maximale est d'environ 9 V CC. Selon l'unité de traitement utilisée (analogique ou numérique), il peut être nécessaire de remplacer les résistances 1M sur les cathodes des diodes par des diviseurs de tension.
Les mesures des paramètres du compteur SWR de 750 watts (S11 « transmission » et S21 « perte de réflexion ») à l'aide du DG8SAQ VNWA ont montré des valeurs encore meilleures que celles de son jeune frère de 50 watts.
Et sur la page suivante, nous examinerons diverses implémentations de la partie indicatrice des compteurs SWR, construites sur des instruments à aiguilles, ainsi que sur des bandes LED.
1. Un compteur SWR en pont de type résistif présente un certain nombre d'avantages :
• indépendance des signaux de sortie par rapport à la fréquence,
• plage de fréquences de fonctionnement extrêmement large (de fractions à plusieurs centaines de MHz) avec des exigences de conception très modestes,
• capacité à fonctionner à faible ( unités de volts) niveaux du signal de l'émetteur,
et un certain nombre d'inconvénients :
• forte atténuation introduite dans la ligne,
• susceptibilité aux interférences reçues par l'antenne mesurée.
Fig. 1 Compteur ROS basé sur un pont résistif HF
Nous avons examiné en détail le fonctionnement de ce compteur ROS sur la page - (Lien vers la page) , nous ne le répéterons donc pas dans le cadre de cet article. Notons seulement qu'un tel dispositif constitue la meilleure solution pour régler les antennes, mais il est totalement inadapté au contrôle des antennes lors du fonctionnement normal de l'émetteur. Cela s'explique simplement : environ 75 % de la puissance de l'émetteur est dissipée sur les résistances R1-R3.
2. Compteurs SWR avec transformateur de courant en ferrite .
À titre d'exemple d'un tel dispositif relativement simple et fonctionnant bien avec un transformateur de courant, nous présentons le circuit du compteur SWR de V. Skripnik (UY5DJ) (Fig. 2). La photo de la planche a été empruntée au site - (Lien vers la page) .
Fig. 2 Compteur ROS avec transformateur de courant V. Skripnik (UY5DJ)
L'appareil se compose de deux voltmètres haute fréquence sur diodes VD1 et VD2, à l'aide desquels la puissance réfléchie et incidente est mesurée. Deux tensions sont appliquées à chacune des diodes VD1 et VD2 : l'une, proportionnelle à la tension dans la ligne de transmission, est fournie aux cathodes à partir des diviseurs capacitifs C1C2 et SZS4, et la seconde tension, proportionnelle au courant dans le conducteur central, est fourni aux anodes à partir des enroulements secondaires du transformateur.
La longueur électrique de la ligne de mesure (la distance entre les points de connexion C1 et SZ) étant faible par rapport à la longueur d'onde dans le câble, les tensions prélevées sur les diviseurs capacitifs sont pratiquement en phase.
Dans le même temps, les tensions retirées des enroulements secondaires sont antiphases. Par conséquent, sur une diode, la tension résultante sera égale à la somme des deux tensions et sur l'autre, à la différence.
Lequel dépend de la manière dont le début et la fin de l'enroulement secondaire du transformateur sont activés.
Le courant circulant dans la diode à laquelle la tension totale est appliquée est proportionnel à l'onde incidente, et le courant circulant dans l'autre est proportionnel à l'onde réfléchie.
Fig.3 Carte de circuit imprimé du compteur SWR V. Skripnik (UY5DJ)
Les diodes germanium haute fréquence VD1 et VD2 GD507 peuvent être remplacées par D9, D18, D310, D311, etc.
Le transformateur de courant est réalisé sur un noyau annulaire de taille standard K12x6x4,5 en ferrite M50VN. L'enroulement primaire est une section du conducteur central d'un câble coaxial qui, avec l'isolation, passe à travers un anneau. L'enroulement secondaire est pré-enroulé sur la circonférence de l'anneau - 30 tours de fil PELSHO-0,2 ou PEV-2 0,25. Le remontage sur l'anneau se fait de telle manière que l'ensemble du remontage occupe environ la moitié de la circonférence de l'anneau.
Un résultat légèrement meilleur sera obtenu en utilisant une âme plus grosse, par exemple K20x10x4, et un morceau de câble coaxial sans retirer la tresse de blindage, qui dans ce cas servira de blindage électrostatique. La tresse de blindage ne doit être mise à la terre que d'un seul côté.
Au début du réglage, le curseur de la résistance d'ajustement R3 est placé en position gauche selon le schéma, correspondant à la sensibilité maximale, le curseur de la résistance variable R4 en position haute selon le schéma, en ajustant les condensateurs C1 et C3 - vers des positions proches de la capacité minimale. L'appareil est réglé dans la plage de 14 ou 21 MHz.
Avec l'émetteur allumé, vérifiez les lectures de l'appareil de mesure dans différentes positions de l'interrupteur S1. Si en position "Chute" les lectures de l'instrument sont inférieures à celles de la position « Négative », puis elles modifient le câblage des bornes de l'enroulement secondaire du transformateur T1. Après cela, la puissance de l'émetteur est réglée de telle sorte que les lectures de l'appareil PA1 soient en position « Bas ». étaient maximum et, en tournant l'interrupteur S1 sur la position « Neg », ajustez le condensateur C1 jusqu'à ce que les lectures minimales de l'appareil soient obtenues.
Ensuite, l'émetteur est connecté au connecteur XS2, et l'antenne équivalente est connectée au connecteur XS1, et dans la position du commutateur S1 « Fad ». en sélectionnant le condensateur C3, les lectures minimales de l'appareil sont à nouveau atteintes. Le processus de réglage des condensateurs C1 et C3 doit être répété plusieurs fois.
La position du curseur de la résistance d'ajustement R3 est déterminée lors de l'étalonnage de l'appareil.
La précision de la mesure du ROS avec ce pont de mesure est d'environ 10 %, mais elle peut être considérablement augmentée en réalisant l'appareil selon la configuration suivante :
3. Compteurs ROS selon le circuit de Stockton avec deux transformateurs.
Un autre nom pour cette formation est « match en tandem », basé sur l'article « The Tandem Match » publié dans le magazine QST, janvier 1987 (par John Grebenkemper, KA3BLO).
La figure 4 montre un schéma d'un tel pont, constitué de deux lignes de câble coaxial avec transformateurs en ferrite et conçu pour mesurer le ROS dans une large gamme de fréquences avec une très bonne uniformité.
Fig. 4 Schéma du pont de mesure selon le schéma de Stockton
Les deux transformateurs sont conçus de la même manière. L'enroulement primaire est formé d'une âme de câble coaxial enfilée dans un anneau de ferrite. Pour ces derniers, les anneaux de ferrite FT50-43 ou domestiques M30-M50VN sont recommandés. L'enroulement secondaire est enroulé sur un anneau de 7...28 tours de fil émaillé. Le nombre de tours dépend de la puissance maximale absorbée et est indiqué dans le schéma (Fig. 4).
Les diodes D1 et D2 sont des diodes Schottky de type germanium ou BAT43.
A titre d'exemple, la figure 5 montre la mise en œuvre d'un pont de mesure de 50 watts de DG1KPN (https://dl6gl.de/) .
Fig.5 Implémentation d'un compteur TOS de 50 watts utilisant le circuit Stockton de DG1KPN
Données :
• Noyaux toroïdaux FT50-43, 14 tours CuL 0,5 mm ;
• Câble coaxial semi-rigide, isolé sous tores ;
• Diodes : 1N34.
Sans aucun réglage, l'erreur du circuit de mesure de ce pont de mesure reste toujours inférieure à 5 %.
La perte d'insertion jusqu'à 50 MHz ne dépasse pas 0,1 dB.
Le SWR sous une charge de 50 ohms jusqu'à 50 MHz est compris entre 1,05 et 1,08.
Une autre implémentation (cette fois d'un compteur SWR de 750 watts) de DG1KPN est illustrée à la figure 6.
Fig. 6 Implémentation d'un compteur SWR de 750 watts utilisant le circuit Stockton de DG1KPN
Par rapport au circuit précédent, quelques modifications ont été apportées :
• Un condensateur trimmer 30p est installé sur la broche « Incident » pour minimiser le signal réfléchi dans le signal souhaité. gamme de fréquences.
• L'âme du câble coaxial est acheminée à travers le transformateur inférieur jusqu'aux connecteurs coaxiaux BNC « Réfléchi » et « Incident ». Deux résistances de charge de 50 ohms ou toute autre valeur peuvent y être connectées comme fiches de charge standard.
• Les redresseurs à diodes peuvent être connectés ou déconnectés à l'aide de deux cavaliers.
L'appareil utilisait des noyaux toroïdaux FT114-43.
Enroulements secondaires – 30 tours de 0,8 mm CuL.
Câble coaxial RG393 (ou RG213, RG214).
Diode 1N34.
À 750 watts de puissance dans une charge de 50 ohms et 30 tours d'enroulements secondaires, la tension de sortie maximale est d'environ 9 V CC. Selon l'unité de traitement utilisée (analogique ou numérique), il peut être nécessaire de remplacer les résistances 1M sur les cathodes des diodes par des diviseurs de tension.
Les mesures des paramètres du compteur SWR de 750 watts (S11 « transmission » et S21 « perte de réflexion ») à l'aide du DG8SAQ VNWA ont montré des valeurs encore meilleures que celles de son jeune frère de 50 watts.
Et sur la page suivante, nous examinerons diverses implémentations de la partie indicatrice des compteurs SWR, construites sur des instruments à aiguilles, ainsi que sur des bandes LED.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:34
Indicateurs des appareils pour déterminer le SWR
Compteurs SWR simples sur cadran ou instruments numériques avec interrupteur, ainsi que indicateurs SWR automatiques sans étalonnage ni commutation
Il existe une grande variété dans la mise en œuvre du circuit de la partie indicatrice des dispositifs conçus pour déterminer le ROS. La solution la plus simple et la plus couramment utilisée est présentée sur la figure 1a.
Fig. 1 Indicateurs des compteurs ROS sur instruments à cadran ou numériques
L'inconvénient de cette solution est qu'à chaque mesure du ROS, un étalonnage doit être effectué. Pour ce faire, vous devez déplacer le commutateur S sur la position « KAL », puis utiliser le potentiomètre P pour obtenir la déviation maximale de l'aiguille de l'instrument.
Ensuite, le commutateur est réglé sur la position « SWR », où la valeur du paramètre SWR est lue. Bien que ces actions ne posent pas beaucoup de difficultés, effectuer ces opérations de manière répétée est assez fastidieuse.
Le schéma présenté sur la figure 1b semble plus pratique pour les travaux pratiques. Ici, l'écart maximal de l'aiguille du microampèremètre M1 est réglé à l'aide d'un double potentiomètre P, et la valeur SWR est simultanément lue à partir de l'appareil M2.
Igor Goncharenko (DL2QK) propose sa propre version de l'indicateur du compteur SWR (Fig. 2).
Une particularité de cet appareil est que l'appareil de mesure (microampèremètre) est un indicateur, c'est-à-dire avec une position d'aiguille zéro au milieu de l'échelle.
Le potentiomètre tourne jusqu'à ce que l'aiguille indicatrice atteigne sa position zéro. À ce moment, la valeur SWR est lue sur l'échelle de résistance.
Bien entendu, pour déterminer les lectures dans ce cas, une échelle de potentiomètre est appliquée, ce qui est beaucoup plus simple que de refaire l'échelle de l'appareil de mesure.
Fig. 2 Indicateur du compteur SWR d'Igor Goncharenko (DL2QK)
Et donc l'indicateur peut être de petite taille (par exemple, à partir du niveau d'enregistrement d'un vieux magnétophone, seulement là, vous devrez serrer les attaches pour déplacer la flèche vers le milieu de l'échelle). DL2QK lui-même écrit que l'utilisation d'un tel appareil n'est appropriée que pour effectuer des mesures d'antenne, mais lorsqu'on travaille directement en ondes, un tel indicateur n'est pas très pratique.
La mesure automatique du ROS à des puissances d'émetteur de 1 W à 1 kW sans aucun étalonnage ni commutation est proposée par Harald Pietzko (DD2JI) dans les pages du magazine Funkschau n° 10, 1982, pp. 87...89, et vous pouvez trouvez une traduction gratuite de ce matériel via le lien - (Lien vers la page) .
Voici un diagramme et une description de la source.
Fig. 3 Diagramme indicateur d'un compteur SWR à fonctionnement automatique
Les transistors à effet de champ T1 et T2 fonctionnent comme des éléments de régulation dans le circuit (Fig. 3), qui remplissent la fonction de commutation, c'est-à-dire qu'ils modifient discrètement leur résistance. Leur résistance à une tension grille-source de 3 V est de 50 Ohms, et avec les transistors fermés (Uzi = - 3 V) - supérieure à 10 MOhms. Les transistors sont commutés à l'aide d'impulsions rectangulaires avec des fronts abrupts arrivant à leurs grilles ; seul le rapport cyclique change, c'est-à-dire la relation temporelle entre les états marche-arrêt. Lorsque les interrupteurs sont fermés pendant la majeure partie de la période, la tension aux bornes des diviseurs R1T1 et R2T2 n'apparaît que sous forme d'impulsions courtes.
Après intégration à l'aide d'un filtre passe-bas (R3, C3 et R4, C4), on obtient des tensions constantes dont les valeurs sont d'autant plus petites que l'interrupteur est fermé longtemps pendant la période d'horloge. Ainsi, ces transistors avec les résistances correspondantes remplacent une résistance variable. Le coefficient de division d'un tel diviseur de tension numérique dépend entièrement et uniquement du rapport cyclique des impulsions de commutation. La répartition des paramètres des transistors n'a pratiquement aucun effet sur l'identité des deux diviseurs.
La première partie du circuit de commande se compose d'un amplificateur différentiel A4 et d'une source de tension de référence R7...R9 et D1. Lorsque la tension à l'entrée inverseuse dépasse cette tension de référence, le niveau de sortie de l'amplificateur est réduit.
Un générateur de tension en dents de scie est monté sur A1, qui commande quant à lui le comparateur A2. La sortie du comparateur passe à un niveau haut lorsque la tension de la scie dépasse la valeur de tension à l'entrée inverseuse (broche 2). Cela produit un signal carré avec un rapport marche-arrêt (rapport cyclique) contrôlé en tension qui est utilisé pour contrôler les commutateurs dans les diviseurs de tension.
Lorsque la tension d'entrée Upr augmente, l'amplificateur différentiel abaisse immédiatement le seuil de commutation du comparateur. Pour les interrupteurs, des impulsions de commande positive de plus grande largeur sont générées et restent fermés plus longtemps. Dans le même temps, la tension Upr diminue jusqu'à la valeur lorsque l'équilibre se produit dans le circuit, c'est-à-dire jusqu'à une valeur de tension de référence de 140 mV.
Fig.4 Imprimé carte et emplacement des pièces de l'indicateur automatique
L'appareil peut être placé sur une carte de circuit imprimé selon le schéma illustré à la Fig. 4.
Pour configurer, les entrées Upr et Urev sont d'abord connectées au pôle positif de la source d'alimentation. À l'aide du potentiomètre P1, nous plaçons l'aiguille du compteur SWR sur la marque finale de l'échelle - c'est tout le réglage. La graduation de l'échelle des unités SWR n'est pas différente de celle des compteurs SWR conventionnels.
Si l'appareil doit fonctionner de manière autonome depuis le réseau, alors il est nécessaire de le munir d'une source d'alimentation (deux piles plates d'une tension de 4,5 V chacune). L'alimentation de l'appareil par batterie est possible grâce à sa faible consommation de courant, seulement 2 x 2 mA.
S'il n'y a qu'une source d'alimentation unipolaire avec une tension de 9...12 V, vous pouvez introduire son équilibrage à l'aide des résistances R14 et R15 (Fig. 5). La consommation de courant augmentera alors jusqu'à 8 mA. Attention, le fil commun et le pôle négatif de l'alimentation ne sont pas la même chose.
Fig. 5 Options d'alimentation électrique pour l'indicateur
Pour garantir le bon fonctionnement du compteur SWR, celui-ci doit être alimenté avec une tension continue d'au moins 200 mV. La tension maximale fournie au compteur SWR ne doit pas dépasser 15 V afin de ne pas endommager les transistors. Le prototype de l'appareil a fonctionné précisément dans cette plage avec simulation de diverses valeurs SWR et a montré une précision non pire que +/- 1,5 %. Cette précision est tout à fait suffisante, car de simples coupleurs directionnels, habituellement utilisés dans la pratique des radioamateurs, offrent une précision bien moindre.
Passons à un indicateur encore plus simple pour un compteur automatique SWR basé sur la puce LM3914 et une ligne de dix LED. Un « compteur SWR à lecture directe » similaire a été initialement publié dans le magazine QST, en février 1997, par Bill Remmen (KA2WFJ). Cependant, après une période de temps significative, un projet très similaire est apparu dans le magazine Radio n°11, 2016, p. 61, mais sous la plume de Sergei Belenetsky (US5MSQ), et sans aucune référence à la source originale. Le schéma de l'appareil publié est présenté à la Fig. 6.
Fig. 6 Schéma d'un indicateur LED pour un compteur SWR automatique
Les tensions des ondes directes Upr et Uref réfléchies du capteur SWR sont fournies aux entrées du microcircuit DA1. Tension d'onde directe admissible : +1...+11 V. Elle est définie lors de la configuration du capteur lorsque la puissance nominale de l'émetteur est fournie à la charge adaptée. Il convient de limiter la valeur inférieure de cette tension à environ 2 V afin de minimiser l'effet de la non-linéarité des diodes germanium du capteur SWR sur la précision de la mesure. Les capteurs d'ondes directes et réfléchies sont tous les dispositifs connus sur les coupleurs directionnels, les transformateurs de courant ou les ponts.
La tension continue à travers la résistance R2 est fournie à la broche 6 de DA1 - le bras supérieur du diviseur résistif interne, qui se compose de dix résistances identiques connectées en série avec une résistance d'environ 1 kOhm. Vous pouvez visualiser le schéma fonctionnel du LM3914 sur la page - (Lien vers la page) .
L'utilisation de la résistance R2 ajoute une certaine flexibilité dans le réglage des seuils de réponse des comparateurs et, par conséquent, dans le choix des valeurs SWR indiquées par les LED.
Dans la version ci-dessus, la lueur des LED correspond aux valeurs SWR suivantes : pour les LED HL1 – 1,2, HL2 – 1,4, HL3 – 1,7, HL4 – 2, HL5 – 2,5, HL6 – 3, HL7 – 4, HL8 – 5, HL9 – 7, HL10 – 11.
La formule de calcul de chaque étape de l'indication SWR pour la valeur R2 sélectionnée est simple : SWR = (10 kOhm + R2 + Rtek)/(10 kOhm + R2 - Rtek), où Rtek est la résistance des étages du diviseur résistif interne LM3914 en kilo-ohms (voir schéma fonctionnel pour le lien), soit – 1, 2, 3 ... 10 kOhm.
La résistance R1 égalise la résistance de charge des redresseurs du capteur SWR, sa résistance doit donc être égale à la somme des résistances R2 + 10 kOhm. La résistance R4 détermine le courant traversant chaque LED, dans ce cas, elle est sélectionnée pour être d'environ 10 mA. Les condensateurs C3 et C4 protègent les entrées des interférences RF. La variante du circuit représentée sur la Fig. 6 correspond au mode de fonctionnement de la balance en forme de colonne lumineuse. Si la broche 9 de la puce DA1 est laissée libre, alors une seule LED significative s'allumera.
La résistance ajustable R3 avec une résistance de 220...330 Ohms empêche le fonctionnement des LED d'indication sans signaux d'entrée, ce qui peut se produire en raison de l'augmentation de la tension de polarisation du microcircuit à l'entrée 5. Après la mise sous tension, le réglage de cette résistance doit supprimer la lueur de fond (sans signaux) des indicateurs.
Je peux supposer qu'il y a une erreur dans le schéma et que la broche supérieure R3 doit être connectée à la 7ème broche du CI.
Si vous le souhaitez, ce compteur SWR peut être complété par un dispositif d'indication sonore pour le dépassement d'un certain seuil SWR et une protection automatique par relais contre un SWR élevé. Le schéma d'un tel dispositif est illustré à la Fig. 7.
Fig. 7 Schéma d'un dispositif de protection automatique contre un ROS élevé
L'algorithme de fonctionnement suivant est mis en œuvre : lorsque le niveau ROS 3 est atteint, la LED HL6 s'allume, la chute de tension à ses bornes ouvre le transistor VT1, qui allume un émetteur acoustique avec un générateur intégré. Si le ROS continue d'augmenter et atteint 7, les transistors VT2 et VT3 s'ouvrent et un relais est activé dont les contacts (ils ne sont pas représentés sur le schéma) peuvent faire passer l'appareil en mode réception ou, par exemple, réduire considérablement la sortie pouvoir.
Un retour positif via le circuit VD1R5 « enclenche » les touches VT2, VT3 à l'état ouvert. Ils ne peuvent être sortis de cet état qu'en fermant les contacts du bouton de réinitialisation SA1 ou en mettant complètement hors tension l'unité de protection. Le condensateur C2 fournit un léger retard (environ une seconde) dans le fonctionnement de la protection du relais, et sa capacité peut être modifiée en fonction de vos propres préférences.
Fig. 1 Indicateurs des compteurs ROS sur instruments à cadran ou numériques
L'inconvénient de cette solution est qu'à chaque mesure du ROS, un étalonnage doit être effectué. Pour ce faire, vous devez déplacer le commutateur S sur la position « KAL », puis utiliser le potentiomètre P pour obtenir la déviation maximale de l'aiguille de l'instrument.
Ensuite, le commutateur est réglé sur la position « SWR », où la valeur du paramètre SWR est lue. Bien que ces actions ne posent pas beaucoup de difficultés, effectuer ces opérations de manière répétée est assez fastidieuse.
Le schéma présenté sur la figure 1b semble plus pratique pour les travaux pratiques. Ici, l'écart maximal de l'aiguille du microampèremètre M1 est réglé à l'aide d'un double potentiomètre P, et la valeur SWR est simultanément lue à partir de l'appareil M2.
Igor Goncharenko (DL2QK) propose sa propre version de l'indicateur du compteur SWR (Fig. 2).
Une particularité de cet appareil est que l'appareil de mesure (microampèremètre) est un indicateur, c'est-à-dire avec une position d'aiguille zéro au milieu de l'échelle.
Le potentiomètre tourne jusqu'à ce que l'aiguille indicatrice atteigne sa position zéro. À ce moment, la valeur SWR est lue sur l'échelle de résistance.
Bien entendu, pour déterminer les lectures dans ce cas, une échelle de potentiomètre est appliquée, ce qui est beaucoup plus simple que de refaire l'échelle de l'appareil de mesure.
Fig. 2 Indicateur du compteur SWR d'Igor Goncharenko (DL2QK)
Et donc l'indicateur peut être de petite taille (par exemple, à partir du niveau d'enregistrement d'un vieux magnétophone, seulement là, vous devrez serrer les attaches pour déplacer la flèche vers le milieu de l'échelle). DL2QK lui-même écrit que l'utilisation d'un tel appareil n'est appropriée que pour effectuer des mesures d'antenne, mais lorsqu'on travaille directement en ondes, un tel indicateur n'est pas très pratique.
La mesure automatique du ROS à des puissances d'émetteur de 1 W à 1 kW sans aucun étalonnage ni commutation est proposée par Harald Pietzko (DD2JI) dans les pages du magazine Funkschau n° 10, 1982, pp. 87...89, et vous pouvez trouvez une traduction gratuite de ce matériel via le lien - (Lien vers la page) .
Voici un diagramme et une description de la source.
Fig. 3 Diagramme indicateur d'un compteur SWR à fonctionnement automatique
Les transistors à effet de champ T1 et T2 fonctionnent comme des éléments de régulation dans le circuit (Fig. 3), qui remplissent la fonction de commutation, c'est-à-dire qu'ils modifient discrètement leur résistance. Leur résistance à une tension grille-source de 3 V est de 50 Ohms, et avec les transistors fermés (Uzi = - 3 V) - supérieure à 10 MOhms. Les transistors sont commutés à l'aide d'impulsions rectangulaires avec des fronts abrupts arrivant à leurs grilles ; seul le rapport cyclique change, c'est-à-dire la relation temporelle entre les états marche-arrêt. Lorsque les interrupteurs sont fermés pendant la majeure partie de la période, la tension aux bornes des diviseurs R1T1 et R2T2 n'apparaît que sous forme d'impulsions courtes.
Après intégration à l'aide d'un filtre passe-bas (R3, C3 et R4, C4), on obtient des tensions constantes dont les valeurs sont d'autant plus petites que l'interrupteur est fermé longtemps pendant la période d'horloge. Ainsi, ces transistors avec les résistances correspondantes remplacent une résistance variable. Le coefficient de division d'un tel diviseur de tension numérique dépend entièrement et uniquement du rapport cyclique des impulsions de commutation. La répartition des paramètres des transistors n'a pratiquement aucun effet sur l'identité des deux diviseurs.
La première partie du circuit de commande se compose d'un amplificateur différentiel A4 et d'une source de tension de référence R7...R9 et D1. Lorsque la tension à l'entrée inverseuse dépasse cette tension de référence, le niveau de sortie de l'amplificateur est réduit.
Un générateur de tension en dents de scie est monté sur A1, qui commande quant à lui le comparateur A2. La sortie du comparateur passe à un niveau haut lorsque la tension de la scie dépasse la valeur de tension à l'entrée inverseuse (broche 2). Cela produit un signal carré avec un rapport marche-arrêt (rapport cyclique) contrôlé en tension qui est utilisé pour contrôler les commutateurs dans les diviseurs de tension.
Lorsque la tension d'entrée Upr augmente, l'amplificateur différentiel abaisse immédiatement le seuil de commutation du comparateur. Pour les interrupteurs, des impulsions de commande positive de plus grande largeur sont générées et restent fermés plus longtemps. Dans le même temps, la tension Upr diminue jusqu'à la valeur lorsque l'équilibre se produit dans le circuit, c'est-à-dire jusqu'à une valeur de tension de référence de 140 mV.
Fig.4 Imprimé carte et emplacement des pièces de l'indicateur automatique
L'appareil peut être placé sur une carte de circuit imprimé selon le schéma illustré à la Fig. 4.
Pour configurer, les entrées Upr et Urev sont d'abord connectées au pôle positif de la source d'alimentation. À l'aide du potentiomètre P1, nous plaçons l'aiguille du compteur SWR sur la marque finale de l'échelle - c'est tout le réglage. La graduation de l'échelle des unités SWR n'est pas différente de celle des compteurs SWR conventionnels.
Si l'appareil doit fonctionner de manière autonome depuis le réseau, alors il est nécessaire de le munir d'une source d'alimentation (deux piles plates d'une tension de 4,5 V chacune). L'alimentation de l'appareil par batterie est possible grâce à sa faible consommation de courant, seulement 2 x 2 mA.
S'il n'y a qu'une source d'alimentation unipolaire avec une tension de 9...12 V, vous pouvez introduire son équilibrage à l'aide des résistances R14 et R15 (Fig. 5). La consommation de courant augmentera alors jusqu'à 8 mA. Attention, le fil commun et le pôle négatif de l'alimentation ne sont pas la même chose.
Fig. 5 Options d'alimentation électrique pour l'indicateur
Pour garantir le bon fonctionnement du compteur SWR, celui-ci doit être alimenté avec une tension continue d'au moins 200 mV. La tension maximale fournie au compteur SWR ne doit pas dépasser 15 V afin de ne pas endommager les transistors. Le prototype de l'appareil a fonctionné précisément dans cette plage avec simulation de diverses valeurs SWR et a montré une précision non pire que +/- 1,5 %. Cette précision est tout à fait suffisante, car de simples coupleurs directionnels, habituellement utilisés dans la pratique des radioamateurs, offrent une précision bien moindre.
Passons à un indicateur encore plus simple pour un compteur automatique SWR basé sur la puce LM3914 et une ligne de dix LED. Un « compteur SWR à lecture directe » similaire a été initialement publié dans le magazine QST, en février 1997, par Bill Remmen (KA2WFJ). Cependant, après une période de temps significative, un projet très similaire est apparu dans le magazine Radio n°11, 2016, p. 61, mais sous la plume de Sergei Belenetsky (US5MSQ), et sans aucune référence à la source originale. Le schéma de l'appareil publié est présenté à la Fig. 6.
Fig. 6 Schéma d'un indicateur LED pour un compteur SWR automatique
Les tensions des ondes directes Upr et Uref réfléchies du capteur SWR sont fournies aux entrées du microcircuit DA1. Tension d'onde directe admissible : +1...+11 V. Elle est définie lors de la configuration du capteur lorsque la puissance nominale de l'émetteur est fournie à la charge adaptée. Il convient de limiter la valeur inférieure de cette tension à environ 2 V afin de minimiser l'effet de la non-linéarité des diodes germanium du capteur SWR sur la précision de la mesure. Les capteurs d'ondes directes et réfléchies sont tous les dispositifs connus sur les coupleurs directionnels, les transformateurs de courant ou les ponts.
La tension continue à travers la résistance R2 est fournie à la broche 6 de DA1 - le bras supérieur du diviseur résistif interne, qui se compose de dix résistances identiques connectées en série avec une résistance d'environ 1 kOhm. Vous pouvez visualiser le schéma fonctionnel du LM3914 sur la page - (Lien vers la page) .
L'utilisation de la résistance R2 ajoute une certaine flexibilité dans le réglage des seuils de réponse des comparateurs et, par conséquent, dans le choix des valeurs SWR indiquées par les LED.
Dans la version ci-dessus, la lueur des LED correspond aux valeurs SWR suivantes : pour les LED HL1 – 1,2, HL2 – 1,4, HL3 – 1,7, HL4 – 2, HL5 – 2,5, HL6 – 3, HL7 – 4, HL8 – 5, HL9 – 7, HL10 – 11.
La formule de calcul de chaque étape de l'indication SWR pour la valeur R2 sélectionnée est simple : SWR = (10 kOhm + R2 + Rtek)/(10 kOhm + R2 - Rtek), où Rtek est la résistance des étages du diviseur résistif interne LM3914 en kilo-ohms (voir schéma fonctionnel pour le lien), soit – 1, 2, 3 ... 10 kOhm.
La résistance R1 égalise la résistance de charge des redresseurs du capteur SWR, sa résistance doit donc être égale à la somme des résistances R2 + 10 kOhm. La résistance R4 détermine le courant traversant chaque LED, dans ce cas, elle est sélectionnée pour être d'environ 10 mA. Les condensateurs C3 et C4 protègent les entrées des interférences RF. La variante du circuit représentée sur la Fig. 6 correspond au mode de fonctionnement de la balance en forme de colonne lumineuse. Si la broche 9 de la puce DA1 est laissée libre, alors une seule LED significative s'allumera.
La résistance ajustable R3 avec une résistance de 220...330 Ohms empêche le fonctionnement des LED d'indication sans signaux d'entrée, ce qui peut se produire en raison de l'augmentation de la tension de polarisation du microcircuit à l'entrée 5. Après la mise sous tension, le réglage de cette résistance doit supprimer la lueur de fond (sans signaux) des indicateurs.
Je peux supposer qu'il y a une erreur dans le schéma et que la broche supérieure R3 doit être connectée à la 7ème broche du CI.
Si vous le souhaitez, ce compteur SWR peut être complété par un dispositif d'indication sonore pour le dépassement d'un certain seuil SWR et une protection automatique par relais contre un SWR élevé. Le schéma d'un tel dispositif est illustré à la Fig. 7.
Fig. 7 Schéma d'un dispositif de protection automatique contre un ROS élevé
L'algorithme de fonctionnement suivant est mis en œuvre : lorsque le niveau ROS 3 est atteint, la LED HL6 s'allume, la chute de tension à ses bornes ouvre le transistor VT1, qui allume un émetteur acoustique avec un générateur intégré. Si le ROS continue d'augmenter et atteint 7, les transistors VT2 et VT3 s'ouvrent et un relais est activé dont les contacts (ils ne sont pas représentés sur le schéma) peuvent faire passer l'appareil en mode réception ou, par exemple, réduire considérablement la sortie pouvoir.
Un retour positif via le circuit VD1R5 « enclenche » les touches VT2, VT3 à l'état ouvert. Ils ne peuvent être sortis de cet état qu'en fermant les contacts du bouton de réinitialisation SA1 ou en mettant complètement hors tension l'unité de protection. Le condensateur C2 fournit un léger retard (environ une seconde) dans le fonctionnement de la protection du relais, et sa capacité peut être modifiée en fonction de vos propres préférences.
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:34
Antennes simples pour télévision numérique terrestre DVB-T2,
ainsi que GSM, 3G, 4G et Wi-Fi - antennes à faire soi-même
Quel Russe n'aime pas les cadeaux ? En entendant ce mot, nous activons immédiatement les chakras Muladhara et nous remplissons joyeusement de l'énergie sacrée du Cosmos Universel.
Pourquoi diable avons-nous besoin de ce catalogue gratuit dans un magnifique sac d'un fabricant de lingerie ? Et que dire du six centième hongre en échange de « remplissez le formulaire de participation au concours et indiquez votre numéro (pour que nous puissions vous appeler et vous faire plaisir de votre victoire !) » ?
Ces pensées simples fonctionneront dans votre tête tôt ou tard, mais pas tout de suite et pas pour tout le monde... Et aujourd'hui, nous parlerons de quelque chose de complètement différent.
Avec l'avènement de l'ère DVB-T2, le messager de Dieu est venu dans le monde et a dit à tous ceux qui cherchaient : « Frères, jetez vos sales antennes paraboliques et ramassez vos fers à souder. essayé de faire avec une bouilloire, on peut désormais essayer de remuer avec n'importe quel autre produit !
Et sur cette page nous allons installer une petite antenne intérieure pour recevoir la télévision numérique encore gratuite DVB-T2 (de l'anglais Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial). Oui, de telle sorte qu’elle correspond au « canal d’onde » de taille moyenne, largement connu dans les cercles étroits sous le nom d’antenne Yagi-Uda.
Je vais commencer par le bien. Nous ne fabriquerons pas l'antenne Kharchenko (alias double carré, alias BiQuad) ! Et ce n’est pas que ce soit mauvais – c’est une antenne assez décente, mais elle est tout simplement trop grande pour une antenne d’intérieur, et elle a également été rongée de haut en bas par les mâchoires puissantes des artisans. Et pour nous échauffer, commençons par l' antenne UHF la plus simple mais très efficace en câble coaxial, facile à fabriquer de vos propres mains, littéralement en cinq minutes .
Pourquoi diable avons-nous besoin de ce catalogue gratuit dans un magnifique sac d'un fabricant de lingerie ? Et que dire du six centième hongre en échange de « remplissez le formulaire de participation au concours et indiquez votre numéro (pour que nous puissions vous appeler et vous faire plaisir de votre victoire !) » ?
Ces pensées simples fonctionneront dans votre tête tôt ou tard, mais pas tout de suite et pas pour tout le monde... Et aujourd'hui, nous parlerons de quelque chose de complètement différent.
Avec l'avènement de l'ère DVB-T2, le messager de Dieu est venu dans le monde et a dit à tous ceux qui cherchaient : « Frères, jetez vos sales antennes paraboliques et ramassez vos fers à souder. essayé de faire avec une bouilloire, on peut désormais essayer de remuer avec n'importe quel autre produit !
Et sur cette page nous allons installer une petite antenne intérieure pour recevoir la télévision numérique encore gratuite DVB-T2 (de l'anglais Digital Video Broadcasting - Second Generation Terrestrial). Oui, de telle sorte qu’elle correspond au « canal d’onde » de taille moyenne, largement connu dans les cercles étroits sous le nom d’antenne Yagi-Uda.
Je vais commencer par le bien. Nous ne fabriquerons pas l'antenne Kharchenko (alias double carré, alias BiQuad) ! Et ce n’est pas que ce soit mauvais – c’est une antenne assez décente, mais elle est tout simplement trop grande pour une antenne d’intérieur, et elle a également été rongée de haut en bas par les mâchoires puissantes des artisans. Et pour nous échauffer, commençons par l' antenne UHF la plus simple mais très efficace en câble coaxial, facile à fabriquer de vos propres mains, littéralement en cinq minutes .
 Figure 1 | Cette antenne apparaît dans plusieurs sources crédibles. Cela a été remarqué dans le livre de Grigorov "Antennes pour radioamateurs" et dans le livre "Antennes HF et VHF" de Goncharenko et, probablement, ailleurs - il aurait également dû apparaître. Voici ce qui est écrit à son sujet dans la première source : « Les antennes magnétiques sont souvent utilisées pour recevoir des émissions de radio, mais elles peuvent également être utilisées pour la réception de télévision. L'antenne magnétique peut être fabriquée à partir de n'importe quelle marque de câble coaxial. Une telle antenne a un gain inférieur aux antennes de télévision traditionnelles, mais |
du fait qu'il réagit uniquement à la composante magnétique, il offre une bien meilleure qualité de réception en milieu urbain lorsqu'il fonctionne dans une large gamme de fréquences. La longueur du câble reliant l’antenne au téléviseur n’est pas critique.
Ici, nous devons ralentir un instant et prêter attention à une erreur courante commise par ceux qui souhaitent participer à l'événement pour mettre en œuvre cette conception.
Fig. 2
La conception de l'antenne en discussion est le produit de la transformation d'une antenne cadre classique (Fig. 2 a)) avec une coupe au milieu de la tresse du câble en une antenne modifiée - sans coupe (Fig. 2 b) ). De plus, si le premier d'entre eux nécessite la présence d'un transformateur balun pour l'adaptation avec un câble coaxial asymétrique, alors dans le second, une telle adaptation n'est pas requise, elle est déjà inhérente à la conception de l'antenne elle-même.
Où est-ce que je veux en venir ?
Et au fait qu'il s'agit de deux antennes différentes, et les tentatives de les combiner en un seul produit (feuille d'antenne avec une coupe dans le câble + correspondance en court-circuitant l'âme centrale avec la tresse) aboutiront à un produit de substitution avec les caractéristiques correspondantes.
Pour la gamme UHF qui nous intéresse, cette structure de trame est un dipôle en boucle pleine grandeur, elle est donc capable de fonctionner non seulement pour la réception, mais aussi pour la transmission, et lorsque ses dimensions sont converties dans la gamme correspondante, elle le fera également. s'adapte parfaitement à la fonction des antennes 3G, 4G ou Wi-Fi .
Je pense qu'une simple calculatrice pour calculer la taille d'une boucle de câble coaxial n'a jamais fait de mal à personne.
Fig. 2
La conception de l'antenne en discussion est le produit de la transformation d'une antenne cadre classique (Fig. 2 a)) avec une coupe au milieu de la tresse du câble en une antenne modifiée - sans coupe (Fig. 2 b) ). De plus, si le premier d'entre eux nécessite la présence d'un transformateur balun pour l'adaptation avec un câble coaxial asymétrique, alors dans le second, une telle adaptation n'est pas requise, elle est déjà inhérente à la conception de l'antenne elle-même.
Où est-ce que je veux en venir ?
Et au fait qu'il s'agit de deux antennes différentes, et les tentatives de les combiner en un seul produit (feuille d'antenne avec une coupe dans le câble + correspondance en court-circuitant l'âme centrale avec la tresse) aboutiront à un produit de substitution avec les caractéristiques correspondantes.
Pour la gamme UHF qui nous intéresse, cette structure de trame est un dipôle en boucle pleine grandeur, elle est donc capable de fonctionner non seulement pour la réception, mais aussi pour la transmission, et lorsque ses dimensions sont converties dans la gamme correspondante, elle le fera également. s'adapte parfaitement à la fonction des antennes 3G, 4G ou Wi-Fi .
Je pense qu'une simple calculatrice pour calculer la taille d'une boucle de câble coaxial n'a jamais fait de mal à personne.
| Fréquence du signal reçu (MHz) | |
| Longueur d'onde et circonférence de la boucle (cm) | |
| Diamètre de la boucle (cm) |
Le prochain point d'arrêt est un dipôle demi-onde symétrique, décrit dans le magazine Radio n°10, 1981 (article « UHF Antenna and Converter », auteur V. Manushin).
L'antenne offre des caractéristiques de réception presque identiques par rapport à la conception de cadre précédente.
Voici ce qu'écrit l'auteur de l'article :
« L'antenne se présente sous la forme d'un vibrateur divisé linéaire à large bande connecté au téléviseur avec un câble avec une impédance caractéristique de 75 Ohms. Le câble est connecté à l'antenne via une boucle balun quart d'onde.
Les dimensions du vibrateur en fonction de l'intervalle des canaux reçus sont indiquées dans le tableau. Le rapport d'ondes stationnaires de l'antenne n'est pas pire que 1,7. Dans ce cas, les pertes de puissance dues à la réflexion ne dépassent pas 5 %. Si 10 % de pertes sont jugées acceptables (avec un ROS de 2,5), alors une antenne peut être réalisée pour recevoir sur tous les canaux de la gamme UHF réservée à la télédiffusion (470-960 MHz). Les dimensions d'une telle antenne sont indiquées en dernier dans le tableau.
Le vibrateur est découpé dans une feuille de fibre de verre stratifiée sur une face d'une épaisseur de 1,5 à 2 mm. Si le stratifié en fibre de verre est double face, vous pouvez retirer la feuille du deuxième côté de la feuille ou y découper exactement le même vibrateur. De plus, il n'est pas nécessaire de relier les côtés avec des cavaliers.
Fig. 3
Le câble vers l'antenne est soudé de manière standard, avec un tressage sur une moitié du vibrateur et l'âme centrale du câble coaxial sur l'autre.
Lors de la connexion d'un câble à l'antenne à une distance « b » de son extrémité, l'anneau de gaine externe, d'environ 5 mm de large, est retiré. Un fil de montage d'un diamètre de 0,67 mm est soudé à la tresse métallique ouverte. L'autre extrémité du fil est connectée au conducteur central du câble.
L'antenne est installée sur un support, qui peut être déplacé lors de l'installation, ou fixée au mur à un endroit correspondant au niveau de signal maximum. Vous pouvez ajuster l'antenne en modifiant légèrement la longueur du fil de montage. Aucun autre paramètre n'est requis.
Les dimensions du vibrateur en fonction de l'intervalle des canaux reçus sont indiquées dans le tableau. Le rapport d'ondes stationnaires de l'antenne n'est pas pire que 1,7. Dans ce cas, les pertes de puissance dues à la réflexion ne dépassent pas 5 %. Si 10 % de pertes sont jugées acceptables (avec un ROS de 2,5), alors une antenne peut être réalisée pour recevoir sur tous les canaux de la gamme UHF réservée à la télédiffusion (470-960 MHz). Les dimensions d'une telle antenne sont indiquées en dernier dans le tableau.
Le vibrateur est découpé dans une feuille de fibre de verre stratifiée sur une face d'une épaisseur de 1,5 à 2 mm. Si le stratifié en fibre de verre est double face, vous pouvez retirer la feuille du deuxième côté de la feuille ou y découper exactement le même vibrateur. De plus, il n'est pas nécessaire de relier les côtés avec des cavaliers.
Fig. 3
Le câble vers l'antenne est soudé de manière standard, avec un tressage sur une moitié du vibrateur et l'âme centrale du câble coaxial sur l'autre.
Lors de la connexion d'un câble à l'antenne à une distance « b » de son extrémité, l'anneau de gaine externe, d'environ 5 mm de large, est retiré. Un fil de montage d'un diamètre de 0,67 mm est soudé à la tresse métallique ouverte. L'autre extrémité du fil est connectée au conducteur central du câble.
L'antenne est installée sur un support, qui peut être déplacé lors de l'installation, ou fixée au mur à un endroit correspondant au niveau de signal maximum. Vous pouvez ajuster l'antenne en modifiant légèrement la longueur du fil de montage. Aucun autre paramètre n'est requis.
Ensuite, nous passons en douceur à une antenne de réception UHF plus complexe. Dans le même temps, en termes de portée de réception, elle pourrait bien concurrencer les antennes intérieures actives du célèbre fabricant néerlandais Funke, considéré à juste titre comme une référence dans le secteur des antennes.
La conception est basée sur une double antenne triangulaire , décrite dans le livre de G. I. Boriychuk et V. I. Bulych « Pour un radioamateur sur les antennes de télévision », puis dans le magazine Radio n° 6, 1998 (article « Antenne - par heure de fonctionnement " , sous la paternité de V. Mikhailov, avec une description détaillée de cette conception pour la réception des canaux UHF).
Fig.4
Cette antenne est intéressante car, avec des dimensions nettement plus petites, elle offre presque le même gain que l'antenne Kharchenko - environ 5 dB sans réflecteur.
Regardons des extraits de l'article de V. Mikhailov.
La conception est basée sur une double antenne triangulaire , décrite dans le livre de G. I. Boriychuk et V. I. Bulych « Pour un radioamateur sur les antennes de télévision », puis dans le magazine Radio n° 6, 1998 (article « Antenne - par heure de fonctionnement " , sous la paternité de V. Mikhailov, avec une description détaillée de cette conception pour la réception des canaux UHF).
Fig.4
Cette antenne est intéressante car, avec des dimensions nettement plus petites, elle offre presque le même gain que l'antenne Kharchenko - environ 5 dB sans réflecteur.
Regardons des extraits de l'article de V. Mikhailov.
« L'antenne permet de recevoir des programmes de télévision dans la gamme UHF avec une très bonne qualité, même en dehors de la ligne de vue directe de l'antenne émettrice.
La conception d’antenne double triangulaire proposée peut être fabriquée assez rapidement. Les principaux matériaux sont des feuilles de carton ondulé provenant de boîtes d'emballage, du papier d'aluminium domestique de tailles adaptées, ainsi qu'un câble coaxial avec isolation en polyéthylène (non fluoroplastique) et une impédance caractéristique de 75 Ohms.
La fabrication de l'antenne commence par dessiner les contours de son tissu sur des feuilles de papier d'aluminium et de carton selon la figure 3. Il est permis de couper un peu les angles vifs sur les bords. Ensuite, après avoir soigneusement découpé le tissu de l'antenne dans une feuille de papier d'aluminium, appliquez de la colle à base d'eau (par exemple Bustilat, PVA, etc.) sur la toile et le carton. En les alignant avec le contour appliqué, collez-les les uns aux autres. Nettoyez la toile de toute colle tombée dessus, notamment aux endroits où sont posés les câbles et les connexions électriques.
Pendant que la colle sèche, le câble est formé conformément au schéma de pose illustré à la Fig. 3. Ensuite, exposez la tresse et le conducteur central du câble aux endroits des connexions électriques avec le tissu d'antenne et, en vous assurant que la colle ne pénètre pas dessus, collez le câble au tissu d'antenne (et si nécessaire, puis au carton) avec de la colle « 88 », « Moment » ", " Kontaktol ".
Une fois le câble collé, après avoir préalablement enveloppé sa tresse et son conducteur central avec des bandes de papier d'aluminium pour un contact fiable, connectez-les au tissu de l'antenne par couture (trois points pour chaque connexion). Parallèlement, pour éviter que le fil ne coupe le carton, des entretoises en bois ou en plastique sont collées au verso. Les extrémités des fils sont également fixées avec de la colle. Le support d'antenne peut être collé à partir de carton.
L'antenne a un coefficient de chevauchement de l'intervalle spécifié d'environ 1,45 avec un BEF>0,48 et un gain d'environ 5 dB. À mesure que la fréquence du signal reçu augmente, l’efficacité de l’antenne diminue.
Un écran réfléchissant est un remède efficace contre les signaux réfléchis forts (même si dans les conditions de réception considérées, il n'est toujours pas particulièrement nécessaire). Un écran est constitué d'une feuille solide de papier d'aluminium, qui est collée sur un morceau de carton de dimensions 0,5λ (largeur) x 0,44λ (hauteur) et fixée en parallèle à une distance de 0,175λ de la feuille d'antenne, à l'aide de U. bandes de carton pliées en forme. Pour faciliter l'assemblage ultérieur, il est recommandé de faire en sorte que les dimensions de la feuille de carton avec l'antenne soient les mêmes que celles de la feuille avec l'écran.
Les dimensions d'une double antenne triangulaire sont calculées selon les formules publiées dans le livre de G. I. Boriychuk et V. I. Bulych « Pour le radioamateur sur les antennes de télévision » (M. : DOSAAF, 1977).
La conception d’antenne double triangulaire proposée peut être fabriquée assez rapidement. Les principaux matériaux sont des feuilles de carton ondulé provenant de boîtes d'emballage, du papier d'aluminium domestique de tailles adaptées, ainsi qu'un câble coaxial avec isolation en polyéthylène (non fluoroplastique) et une impédance caractéristique de 75 Ohms.
La fabrication de l'antenne commence par dessiner les contours de son tissu sur des feuilles de papier d'aluminium et de carton selon la figure 3. Il est permis de couper un peu les angles vifs sur les bords. Ensuite, après avoir soigneusement découpé le tissu de l'antenne dans une feuille de papier d'aluminium, appliquez de la colle à base d'eau (par exemple Bustilat, PVA, etc.) sur la toile et le carton. En les alignant avec le contour appliqué, collez-les les uns aux autres. Nettoyez la toile de toute colle tombée dessus, notamment aux endroits où sont posés les câbles et les connexions électriques.
Pendant que la colle sèche, le câble est formé conformément au schéma de pose illustré à la Fig. 3. Ensuite, exposez la tresse et le conducteur central du câble aux endroits des connexions électriques avec le tissu d'antenne et, en vous assurant que la colle ne pénètre pas dessus, collez le câble au tissu d'antenne (et si nécessaire, puis au carton) avec de la colle « 88 », « Moment » ", " Kontaktol ".
Une fois le câble collé, après avoir préalablement enveloppé sa tresse et son conducteur central avec des bandes de papier d'aluminium pour un contact fiable, connectez-les au tissu de l'antenne par couture (trois points pour chaque connexion). Parallèlement, pour éviter que le fil ne coupe le carton, des entretoises en bois ou en plastique sont collées au verso. Les extrémités des fils sont également fixées avec de la colle. Le support d'antenne peut être collé à partir de carton.
L'antenne a un coefficient de chevauchement de l'intervalle spécifié d'environ 1,45 avec un BEF>0,48 et un gain d'environ 5 dB. À mesure que la fréquence du signal reçu augmente, l’efficacité de l’antenne diminue.
Un écran réfléchissant est un remède efficace contre les signaux réfléchis forts (même si dans les conditions de réception considérées, il n'est toujours pas particulièrement nécessaire). Un écran est constitué d'une feuille solide de papier d'aluminium, qui est collée sur un morceau de carton de dimensions 0,5λ (largeur) x 0,44λ (hauteur) et fixée en parallèle à une distance de 0,175λ de la feuille d'antenne, à l'aide de U. bandes de carton pliées en forme. Pour faciliter l'assemblage ultérieur, il est recommandé de faire en sorte que les dimensions de la feuille de carton avec l'antenne soient les mêmes que celles de la feuille avec l'écran.
Les dimensions d'une double antenne triangulaire sont calculées selon les formules publiées dans le livre de G. I. Boriychuk et V. I. Bulych « Pour le radioamateur sur les antennes de télévision » (M. : DOSAAF, 1977).
Ces dimensions sont indiquées dans l'article ci-dessus dans une fourchette très modeste :
L8 = 0,27 x λmax (sans écran) ;
L8=0,25 x λmax (avec écran) ;
L6=0,09 × L8 ;
L7=0,72 × L8 ;
L5=10 mm,
où λmax est la longueur maximale de l'onde porteuse reçue.
Ainsi, quoi que vous vouliez ou non, vous devrez vous plonger dans un livre intelligent, et refléter le résultat de l'immersion dans une calculatrice.
Calcul d'une double antenne triangulaire pour les chaînes UHF DVB-T2
L8 = 0,27 x λmax (sans écran) ;
L8=0,25 x λmax (avec écran) ;
L6=0,09 × L8 ;
L7=0,72 × L8 ;
L5=10 mm,
où λmax est la longueur maximale de l'onde porteuse reçue.
Ainsi, quoi que vous vouliez ou non, vous devrez vous plonger dans un livre intelligent, et refléter le résultat de l'immersion dans une calculatrice.
Calcul d'une double antenne triangulaire pour les chaînes UHF DVB-T2
| Fréquence du signal reçu (MHz) | |
| Disponibilité de l'écran | Pas nécessaire Nécessaire |
| Longueur d'onde du signal reçu (cm) | |
| L1 (cm) | |
| L2(cm) | |
| L3 (cm) | |
| L4 (cm) | |
| L5(cm) | |
| L6(cm) | |
| L7 (cm) | |
| L8(cm) | |
| Largeur de l'écran (cm) | |
| Hauteur de l'écran (cm) | |
| Écran de distance - toile (cm) |
Comme d'habitude, pour améliorer les propriétés directionnelles d'une antenne double triangulaire et augmenter légèrement le gain, elle peut être équipée d'un écran constitué de tubes, tiges ou conducteurs métalliques tendus sur un cadre.
C'est ainsi que les auteurs de l'ouvrage précité voient la conception de cette antenne à réflecteur.
Cette foutue chose s'est avérée bonne - travailleuse, modeste, élégante... Mais pour atteindre un nouveau niveau de développement et survivre dans les conditions difficiles d'un faible signal de télévision numérique, il manque la moindre chose - un amplificateur.
Un amplificateur VHF à faible bruit peut être situé à l'intérieur du tissu d'antenne (rectangle rouge sur la Fig. 3).
Si l'impédance d'entrée de l'amplificateur utilisé est de 50-75 Ohms (comme c'est le cas avec « l'amplificateur d'antenne simple sur la puce SPF504 » que nous avons décrit en détail ), le câble doit être plié vers le haut et amené jusqu'au bas de l'amplificateur. à travers une boucle d'adaptation le long du cadre de l'antenne, comme illustré à la Fig. .3. Si l'impédance d'entrée de l'amplificateur est de 200...300 Ohms, la boucle ne doit pas être réalisée, mais le câble coaxial doit être abaissé sans aucune courbure jusqu'au sommet de l'amplificateur.
Un tableau des fréquences et longueurs d'onde correspondant aux numéros de canaux UHF est disponible sur la page lien vers la page
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Re: Principaux types d'antennes d'émission et de réception
par Mhz Lun 26 Aoû - 21:35
Amplificateur d'antenne simple pour les bandes VHF et UHF
Amplificateur VHF à large bande à faible bruit (50 MHz – 4 000 MHz) basé sur la puce SPF5043Z. Comment booster un signal TV numérique ?
Question : « Bonjour !
Dans ma datcha, le signal TV numérique (gamme 24-30 multiplex) n'est capté qu'au 2ème étage
avec un câble d'environ 1 m, tout va bien, mais je descends de 7 m jusqu'au premier - là. il n'y a pas de signal !
L'antenne est faite maison, comme un triple carré, ce quart-là - il n'y a pas de différence.
Il y a une puce UHF SPF5043. Est-il judicieux d'installer un filtre de 3ème ordre devant son entrée pour la gamme 24-. 30 multiplex de télévision numérique ?
Ou un filtre passe-bas avec une coupure de 700 MHz, sinon l'amplificateur a une bande passante de près de 4 GHz ?
Ou ne pas souffrir - casser le câble et l'envelopper avec du ruban isolant ?!"
Réponse : Frappez et enveloppez ! Il n'est pas nécessaire que nos descendants voient nos tourments causés par la contemplation du but souhaité et la conscience de l'impossibilité de l'atteindre. Vengeons-nous de l'État pour la réforme des retraites... Frappons la bureaucratie et la négligence avec un microcircuit bourgeois !
Seulement pour vraiment améliorer la qualité de réception, il faut la frapper à proximité immédiate de la surface de l'antenne, et pas seulement l'enrouler n'importe comment, mais après avoir poussé l'engin dans un plastique, ou mieux encore en métal, ou mieux encore, scellé ( alors vous n'avez rien besoin d'emballer) boîte.
Passons maintenant à une réflexion approfondie. Pourquoi dans ce cas le demandeur de conseil n’exige-t-il aucun excès ?
1. À en juger par la présence d'une réception avec un court morceau de câble, le signal utile sort de l'antenne et il n'est pas vraiment nécessaire de le récupérer des interférences avec des filtres supplémentaires.
Dans l’ensemble, une antenne correctement conçue possède elle-même certaines propriétés de filtrage.
2. La puce SPF5043Z est à très faible bruit (comme le prétend le fabricant), a une large plage dynamique, une capacité de surcharge élevée, donc un gain IC supplémentaire de 20 dB ne fera rien de mal au signal utile arrivant à l'entrée du dispositif de réception. En fait, l'amplificateur compensera simplement l'atténuation du signal (environ 1 dB par mètre de câble) introduite par le long câble coaxial.
Un bon article consacré au test de la puce SPF5043Z a été publié dans le magazine Radio n° 2/2014 sous la paternité d'un spécialiste respecté dans le domaine des appareils émetteurs-récepteurs, Igor Goncharenko (DL2KQ).
Voici quelques extraits de l'article ci-dessus.
« Lorsque l'on travaille en VHF, un amplificateur à faible bruit situé directement au niveau de l'antenne est presque toujours nécessaire. À des centaines de mégahertz, l'atténuation est tout à fait perceptible, même dans de très bons câbles coaxiaux (sans parler des câbles ordinaires). Et il n'est pas raisonnable d'affaiblir les signaux déjà faibles reçus par l'antenne avec des pertes dans le câble - le facteur de bruit du récepteur augmente du montant de ces pertes. Il est également impossible de les compenser par une amplification ultérieure à la réception : le bruit augmenterait proportionnellement.
Il existe de nombreux LNA d'antenne différents, mais pour l'autoproduction, on préfère les amplificateurs qui :
- ont un circuit simple et un petit nombre d'éléments ;
— assemblé sur un circuit imprimé facile à fabriquer ;
- ne nécessitent pas de réglage ;
— avoir une large plage dynamique d'intermodulation;
- permettre une puissance d'entrée relativement élevée.
Certains de ces termes nécessitent une explication.
Une large plage dynamique est nécessaire car les LNA, lorsqu'ils sont surchargés de signaux interférents (par exemple, émissions TV et VHF, émetteurs de service, etc.), génèrent des interférences à d'autres fréquences, et souvent ces interférences tombent précisément sur le signal reçu.
Une puissance d'entrée autorisée accrue est nécessaire si le LNA est utilisé dans une station de radio. En mode émission, l'antenne aura une puissance de plusieurs dizaines voire centaines de watts. Il est clair que le LNA est éteint pendant l'émission, mais on parle bien de VHF ! Et même la petite capacité de conception des bons relais VHF réduit considérablement l'isolation des chemins de réception et de transmission.
Le diagramme schématique d'un LNA avec une bande passante de 100 à 1300 MHz, répondant aux conditions ci-dessus, est présenté sur la Fig. 1.
Il est fabriqué sur la puce SPF5043Z et peut être utilisé aussi bien sur les stations de radio amateurs VHF que pour la réception longue distance d'émissions TV et radio VHF, dans les désormais populaires récepteurs SDR haut débit basés sur des tuners USB DVB, etc.
Cette puce est peu coûteuse (environ 3 $) et très pratique pour une utilisation dans les LNA. Il dispose d'une entrée et d'une sortie adaptées à large bande passante, d'un faible bruit, d'une plage dynamique élevée et d'une capacité élevée de surcharge d'entrée.
L'amplificateur dans la conception décrite présente les paramètres mesurés suivants dans les bandes VHF amateur :
1. Gain - 22,8 dB à 144 MHz, 20,5 dB à 432 MHz, 12,1 dB à 1296 MHz.
2. Facteur de bruit - 0,6 dB à 144 MHz, 0,65 dB à 432 MHz, 0,8 dB à 1296 MHz.
3. Entrée SWR : 1,7 à 144 MHz, 1,3 à 432 MHz, 1,4 à 1 296 MHz. Ceci sans aucun circuit correspondant.
4. Point IP3 - au moins 26 dBm dans toutes les plages ci-dessus.
5. Puissance d'entrée autorisée - le niveau du signal à l'entrée est de 200 mW.
6. Consommation de courant - 25 mA.
L'amplificateur est assemblé sur une planche mesurant environ 18x14 mm, découpée au cutter classique. Un stratifié en fibre de verre recouvert d'un film d'une épaisseur de 1 mm est utilisé des deux côtés. Sur la face inférieure, la feuille est entièrement conservée et est utilisée comme fil commun, et sur la face supérieure, des espaces sont découpés, comme le montre la Fig. 2.
Les dimensions du boîtier du microcircuit SOT-343 (sans fils) sont de 1,2x2 mm. Ceci, bien sûr, est un petit détail, mais le SPF5043Z peut toujours être soudé avec la pointe fine d'un fer à souder ordinaire, sans utiliser de station de soudage spéciale avec sèche-cheveux.
Les éléments passifs de la carte sont utilisés dans la taille standard 0603 pour le montage en surface. Points rouges sur la fig. La figure 2 montre les emplacements des cavaliers reliant les conducteurs communs des côtés supérieur et inférieur de la carte. Leur nombre est choisi selon le principe « on ne peut pas gâcher la bouillie avec du beurre ». Ces cavaliers fournissent une « masse VHF » à faible impédance et l'immunité de l'amplificateur aux champs externes. La stabilité du LNA avec cette conception est telle qu'il ne nécessite pas de boîtier blindé.
L'entrée de l'amplificateur est soudée directement à l'antenne (si elle est réceptrice) ou au relais de commutation RX-TX (s'il s'agit d'une antenne émetteur-récepteur). Pour se protéger de l'électricité statique et de la foudre, il est souhaitable que l'antenne soit court-circuitée en courant continu et/ou mise à la terre (vibreur de boucle ou de cadre, etc.). Si l'antenne est ouverte en courant continu, une paire de diodes de limitation des micro-ondes connectées dos à dos doit être installée parallèlement à l'entrée LNA.
L'appareil ne nécessite aucune configuration. Je ne peux même pas imaginer ce qu'il faut faire pour que cet amplificateur fonctionne mal.
Si l'alimentation électrique n'est pas à la même tension que celle indiquée sur la Fig. 1, vous devez modifier R1 en conséquence (l'amplificateur lui-même doit avoir 3 V - c'est l'optimum pour le bruit). En augmentant l'alimentation de l'amplificateur à 5 V, le facteur de bruit augmente légèrement, mais la plage dynamique augmente également (et la consommation de courant aussi).
Dans ma datcha, le signal TV numérique (gamme 24-30 multiplex) n'est capté qu'au 2ème étage
avec un câble d'environ 1 m, tout va bien, mais je descends de 7 m jusqu'au premier - là. il n'y a pas de signal !
L'antenne est faite maison, comme un triple carré, ce quart-là - il n'y a pas de différence.
Il y a une puce UHF SPF5043. Est-il judicieux d'installer un filtre de 3ème ordre devant son entrée pour la gamme 24-. 30 multiplex de télévision numérique ?
Ou un filtre passe-bas avec une coupure de 700 MHz, sinon l'amplificateur a une bande passante de près de 4 GHz ?
Ou ne pas souffrir - casser le câble et l'envelopper avec du ruban isolant ?!"
Réponse : Frappez et enveloppez ! Il n'est pas nécessaire que nos descendants voient nos tourments causés par la contemplation du but souhaité et la conscience de l'impossibilité de l'atteindre. Vengeons-nous de l'État pour la réforme des retraites... Frappons la bureaucratie et la négligence avec un microcircuit bourgeois !
Seulement pour vraiment améliorer la qualité de réception, il faut la frapper à proximité immédiate de la surface de l'antenne, et pas seulement l'enrouler n'importe comment, mais après avoir poussé l'engin dans un plastique, ou mieux encore en métal, ou mieux encore, scellé ( alors vous n'avez rien besoin d'emballer) boîte.
Passons maintenant à une réflexion approfondie. Pourquoi dans ce cas le demandeur de conseil n’exige-t-il aucun excès ?
1. À en juger par la présence d'une réception avec un court morceau de câble, le signal utile sort de l'antenne et il n'est pas vraiment nécessaire de le récupérer des interférences avec des filtres supplémentaires.
Dans l’ensemble, une antenne correctement conçue possède elle-même certaines propriétés de filtrage.
2. La puce SPF5043Z est à très faible bruit (comme le prétend le fabricant), a une large plage dynamique, une capacité de surcharge élevée, donc un gain IC supplémentaire de 20 dB ne fera rien de mal au signal utile arrivant à l'entrée du dispositif de réception. En fait, l'amplificateur compensera simplement l'atténuation du signal (environ 1 dB par mètre de câble) introduite par le long câble coaxial.
Un bon article consacré au test de la puce SPF5043Z a été publié dans le magazine Radio n° 2/2014 sous la paternité d'un spécialiste respecté dans le domaine des appareils émetteurs-récepteurs, Igor Goncharenko (DL2KQ).
Voici quelques extraits de l'article ci-dessus.
« Lorsque l'on travaille en VHF, un amplificateur à faible bruit situé directement au niveau de l'antenne est presque toujours nécessaire. À des centaines de mégahertz, l'atténuation est tout à fait perceptible, même dans de très bons câbles coaxiaux (sans parler des câbles ordinaires). Et il n'est pas raisonnable d'affaiblir les signaux déjà faibles reçus par l'antenne avec des pertes dans le câble - le facteur de bruit du récepteur augmente du montant de ces pertes. Il est également impossible de les compenser par une amplification ultérieure à la réception : le bruit augmenterait proportionnellement.
Il existe de nombreux LNA d'antenne différents, mais pour l'autoproduction, on préfère les amplificateurs qui :
- ont un circuit simple et un petit nombre d'éléments ;
— assemblé sur un circuit imprimé facile à fabriquer ;
- ne nécessitent pas de réglage ;
— avoir une large plage dynamique d'intermodulation;
- permettre une puissance d'entrée relativement élevée.
Certains de ces termes nécessitent une explication.
Une large plage dynamique est nécessaire car les LNA, lorsqu'ils sont surchargés de signaux interférents (par exemple, émissions TV et VHF, émetteurs de service, etc.), génèrent des interférences à d'autres fréquences, et souvent ces interférences tombent précisément sur le signal reçu.
Une puissance d'entrée autorisée accrue est nécessaire si le LNA est utilisé dans une station de radio. En mode émission, l'antenne aura une puissance de plusieurs dizaines voire centaines de watts. Il est clair que le LNA est éteint pendant l'émission, mais on parle bien de VHF ! Et même la petite capacité de conception des bons relais VHF réduit considérablement l'isolation des chemins de réception et de transmission.
Le diagramme schématique d'un LNA avec une bande passante de 100 à 1300 MHz, répondant aux conditions ci-dessus, est présenté sur la Fig. 1.
Il est fabriqué sur la puce SPF5043Z et peut être utilisé aussi bien sur les stations de radio amateurs VHF que pour la réception longue distance d'émissions TV et radio VHF, dans les désormais populaires récepteurs SDR haut débit basés sur des tuners USB DVB, etc.
Cette puce est peu coûteuse (environ 3 $) et très pratique pour une utilisation dans les LNA. Il dispose d'une entrée et d'une sortie adaptées à large bande passante, d'un faible bruit, d'une plage dynamique élevée et d'une capacité élevée de surcharge d'entrée.
L'amplificateur dans la conception décrite présente les paramètres mesurés suivants dans les bandes VHF amateur :
1. Gain - 22,8 dB à 144 MHz, 20,5 dB à 432 MHz, 12,1 dB à 1296 MHz.
2. Facteur de bruit - 0,6 dB à 144 MHz, 0,65 dB à 432 MHz, 0,8 dB à 1296 MHz.
3. Entrée SWR : 1,7 à 144 MHz, 1,3 à 432 MHz, 1,4 à 1 296 MHz. Ceci sans aucun circuit correspondant.
4. Point IP3 - au moins 26 dBm dans toutes les plages ci-dessus.
5. Puissance d'entrée autorisée - le niveau du signal à l'entrée est de 200 mW.
6. Consommation de courant - 25 mA.
L'amplificateur est assemblé sur une planche mesurant environ 18x14 mm, découpée au cutter classique. Un stratifié en fibre de verre recouvert d'un film d'une épaisseur de 1 mm est utilisé des deux côtés. Sur la face inférieure, la feuille est entièrement conservée et est utilisée comme fil commun, et sur la face supérieure, des espaces sont découpés, comme le montre la Fig. 2.
Les dimensions du boîtier du microcircuit SOT-343 (sans fils) sont de 1,2x2 mm. Ceci, bien sûr, est un petit détail, mais le SPF5043Z peut toujours être soudé avec la pointe fine d'un fer à souder ordinaire, sans utiliser de station de soudage spéciale avec sèche-cheveux.
Les éléments passifs de la carte sont utilisés dans la taille standard 0603 pour le montage en surface. Points rouges sur la fig. La figure 2 montre les emplacements des cavaliers reliant les conducteurs communs des côtés supérieur et inférieur de la carte. Leur nombre est choisi selon le principe « on ne peut pas gâcher la bouillie avec du beurre ». Ces cavaliers fournissent une « masse VHF » à faible impédance et l'immunité de l'amplificateur aux champs externes. La stabilité du LNA avec cette conception est telle qu'il ne nécessite pas de boîtier blindé.
L'entrée de l'amplificateur est soudée directement à l'antenne (si elle est réceptrice) ou au relais de commutation RX-TX (s'il s'agit d'une antenne émetteur-récepteur). Pour se protéger de l'électricité statique et de la foudre, il est souhaitable que l'antenne soit court-circuitée en courant continu et/ou mise à la terre (vibreur de boucle ou de cadre, etc.). Si l'antenne est ouverte en courant continu, une paire de diodes de limitation des micro-ondes connectées dos à dos doit être installée parallèlement à l'entrée LNA.
L'appareil ne nécessite aucune configuration. Je ne peux même pas imaginer ce qu'il faut faire pour que cet amplificateur fonctionne mal.
Si l'alimentation électrique n'est pas à la même tension que celle indiquée sur la Fig. 1, vous devez modifier R1 en conséquence (l'amplificateur lui-même doit avoir 3 V - c'est l'optimum pour le bruit). En augmentant l'alimentation de l'amplificateur à 5 V, le facteur de bruit augmente légèrement, mais la plage dynamique augmente également (et la consommation de courant aussi).
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