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Boucle intérieure

 
Boucle intérieure

Une boucle dont la circonférence est calibrée pour atteindre la fréquence la plus élevée choisie, 28.300 MHz, tout en permettant de couvrir le 21 MHz avec une efficacité correcte. Ceci permet d'utiliser un CV sous vide de seulement 3-50 pF et ainsi d'obtenir l'antenne complète avec un budget d'environ 130 euros.

D'un diamètre de 1,20m environ pour une circonférence de 3,70m, cette boucle est réalisée avec du tube de cuivre de 16mm de diamètre. Le CV est relié à la boucle via deux bandes de cuivre de 1mm d'épaisseur et de 25mm de largeur, soudées au tube. Le tout pèse un peu plus de 3 kg.

 

L'alimentation choisie est un T-match attaqué en symétrique via un balun 1:1.

Bande (MHz)ROS
28.3 (Fmax) 1.1
24 1.0
21 1.0
18 1.5
Boucle intérieure
Bande (MHz)BP -3dB (kHz)Q
28 230 (130 kHz à ROS 1.5) 121
21 137 (80 kHz à ROS 1.5) 153

 

Quelques photos de la construction, notamment de la solution adoptée pour réaliser le support du CV.

 

Cette boucle est montée verticalement sur un tube PVC lui-même engagé sur une portion de PVC fixée sur un trépied. Elle peut donc pivoter facilement. L'ensemble est placé sur une terrasse couverte située au premier étage.

Motorisation

Faire tourner le condensateur variable à distance pose quelques questions :

  • Quel moteur.
  • Quel type d'alimentation.
  • Comment relier le moteur à son alimentation.
  • Comment piloter cette alimentation à distance.
Boucle intérieure
Boucle intérieure

Après quelques recherches, j'ai finalement opté pour la solution la plus économique. Elle consiste à disposer dans la station une alimentation PWM variable et qui peut être inversée -module 1203BB-.

Sa tension de sortie transite par le coaxial relié à l'antenne via deux Bias-T que je décris dans un article séparé.

Le fil relié au Bias-T coté antenne s'introduit dans le tube de la boucle au niveau de sa base et ressort au niveau du moteur, un modèle 12V 30RPM. C'est la configuration qui apporte le moins de capacités parasites et qui a donc le moindre impact sur Fo.

La liaison moteur/CV est formée d'une portion de tube en fibre de verre, dans laquelle j'ai inséré et collé un bouton de telle façon que sa partie métallique munie d'une vis de serrage puisse recevoir l'axe du moteur. L'autre coté s'emboîte sur l'axe du CV qui est lui-même muni d'un trou transversal et un boulon vient servir de goupille pour maintenir l'ensemble.

 

Boucle intérieure
Boucle intérieure
Boucle intérieure

 

Le condensateur variable sous vide est un modèle russe. Si son axe est vissé jusqu'à la butée, il n'y a pas de conséquence mécanique. Cela correspond à la capacité minimale et donc à la fréquence la plus haute de l'antenne. Si son axe est dévissé jusqu'à la butée, là c'est la partie primaire de l'axe qui se dévisse du dispositif pour ne pas risquer d'endommager mécaniquement le CV. Cela correspond cette fois à la fréquence la plus basse de l'antenne.

Malgré le fait que cette antenne couvre le 14MHz, je compte l'utiliser principalement sur 21 et 28MHz. La butée atteignable en dévissant l'axe ne sera donc jamais sollicitée. Quant à l'autre butée, celle qui concerne la fréquence la plus élevée, le test montre qu'il n'y a aucune conséquence mécanique et qu'elle ne sera de toute façon atteinte que par accident. Le module PWM ayant une source d'alimentation indépendante volontairement faible en courant, le moteur s'arrête si on bloque son axe.

 

Réglage

Le module PWM s'avère être encore plus utile que prévu. En effet, lorsqu'il est en action et que la tension de commande est envoyée au moteur, il génère du bruit qui s'entend très bien sur le transceiver, même en dehors de la fréquence d'accord de l'antenne.

Il suffit d'atténuer ce bruit pour une faible déviation du s'mètre sur la fréquence désirée et piloter le CV. Lorsque ce dernier atteint la fréquence ciblée, le bruit augmente subitement et il est facile de stopper le CV sur son maximum.

Un accord fin est alors réalisé en émettant tout en surveillant le ROS. L'accord est finalement très rapide et c'est tout de même mieux que de tourner le condensateur à la main.

 

Magnétique ou pas

Boucle intérieure

Par définition, ce n'est pas une boucle magnétique. En effet, sa circonférence est trop importante pour être ainsi considérée. Sur 28.3 MHz (lambda = 10.60m), les 3.70m représentent plus d'1/3 de lambda alors qu'il faudrait se tenir entre 1.29 et 2.57 m d'après la littérature technique.

Mais elle présente une polarisation verticale dont la directivité suit le plan de la boucle et la simulation le confirme. Comparée aux essais précédemment effectués en disposant au même endroit une verticale 1/4 d'onde entier avec plan de sol qui s'est avérée totalement sourde et inefficace, cette boucle s'en sort bien mieux tant en réception qu'en émission.

 

Un générateur de polygone pour MMANA

Utilisant MMANA-GAL pour la simulation, j'ai vite été confronté au fait qu'il n'est pas possible de réaliser un cercle avec ce logiciel. Il faut nécessairement passer par un polygone qui devient vite fastidieux à construire si l'on veut un certain nombre de cotés.

J'ai donc créé un générateur de polygone qui automatise cette tâche et qui permet ainsi de ne pas se soucier de calculer les coordonnées une par une. Vous pouvez l'utiliser en cliquant ici.

Vous pouvez télécharger le fichier .maa (pour MMANA-GAL) de cette boucle dont le polygone a été réalisé avec le générateur ci-dessus :

Télécharger le fichier .maa

 

Glossaire

Lambda

En physique, on note souvent la longueur d'onde par la lettre grecque λ (lambda).

Définition de la longueur d'onde sur Wikipedia.

MMANA-GAL

MMANA-GAL est un logiciel de simulation d'antenne, permettant de visualiser le rayonnement, d'optimiser les dimensions selon des critères de gain par exemple et est probablement le plus simple à utiliser, disposant même d'une interface en français.

MMANA-GAL basic
MM HamSoft

R.O.S. Rapport d'Ondes Stationnaires

Quand un émetteur est relié à une antenne, on espère que tout le signal rf sera rayonné par celle-ci. Dans la pratique, une partie de l'énergie rf est réfléchie vers l'émetteur, on parle alors d'ondes stationnaires. L'énergie réfléchie peut endommager l'étage final de l'émetteur. Le rapport entre la puissance directe et la puissance refléchie est la valeur du R.O.S.
 

Ros-mètre

Ros-mètre

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