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Technique - Charge non rayonnante
La charge non rayonnante ou antenne fictive


A une époque lointaine quand les radioamateurs réglaient encore le PA de leur émetteur, il était de bon ton d'éviter d'effectuer ce réglage "sur l'air" afin d'éviter de gêner ses collègues. On réalisait ce réglage sur une résistance de 50W, de puissance adaptée. Ceci offrait en outre l'avantage de régler sur une charge connue, stable et non réactive.
La charge non rayonnante était un équipement obligatoire pour toute station d'émetteur. Maintenant, vous l'aurez remarqué, vous n'avez plus aucun réglage à faire sur votre émetteur, à moins que vous ne soyez un bricoleur... Pour l'expérimentateur, une charge 50 W est indispensable car quand vous allez mettre sous tension un ampli de puissance, même si celle-ci est réduite à sa plus simple expression, par sécurité vous allez charger sur une charge d'impédance stable, connue et non réactive.
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Que demande t'on à une charge non rayonnante?

  • d'être non réactive sur le plus large spectre possible. Les résistances ou la résistance qui composent cette charge doivent être aussi "pures" que possible et ne pas présenter de termes réactifs. Ceci exclue d'autorité les résistances bobinées qui sont horriblement selfiques et impose en cas d'association de résistances des connexions très courtes.
  • de pouvoir dissiper en chaleur la puissance fournie par l'émetteur. La charge peut chauffer (ce qui modifie son impédance soit dit en passant) mais pas au point d'arriver à la fusion, ce serait néfaste et pour le PA et pour la charge.
  • de ne pas rayonner d'énergie ce qui demande un blindage très sérieux.
  • de présenter 50 ohms sur le spectre le plus large


A partir d'un tel cahier des charges, il ne nous reste plus qu'à acheter la bête, c'est souvent très cher chez les fournisseurs institutionnels, soit la construire.
Si la construction d'une telle charge est chose relativement aisée pour les bandes décamétriques,
c'est en revanche beaucoup plus difficile pour les bandes V/UHF. Ceci est lié à a difficulté d'approvisionnement des composants. On trouve fort heureusement aujourd'hui des résistances en boîtier qui offrent de bonnes performances.

Comment est-ce fait ?

Très généralement sauf si vous êtes extrêmement chanceux, il vous faudra associer entre elles un certain nombre de résistances de faible puissance pour parvenir à la puissance dissipée souhaitée.
Il s'agit avant tout d'une résistance, ne l'oublions pas et la physique nous autorise toutes les combinaisons série-parallèle pour parvenir au résultat souhaité.

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Exemple pratique :

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Voici un exemple parmi tant d'autres. Ici nous utilisons 54 résistances de 2700 W -  2 W ce qui nous donnera une charge de 50 W (2700/54) d'une puissance de 108 W.
Notez qu'à 100 W de dissipation la charge sera chaude.

Conseils pour la réalisation :

Afin de réduire au maximum la longueur de connexion d'un tel monstre, l'utilisation d'une pièce ronde dessus- dessous s'avère être une astuce commode. Ces platines pourront être réalisées en circuit imprimé. L'inconvénient est que ces deux platines vont constituer un magnifique condensateur. On ne peut tout avoir... De toute manière pour les bandes HF, la variation d'impédance est faible.
L'ensemble sera ensuite installé dans un boîtier métallique particulièrement étanche de manière à éviter toute fuite de HF. (Elle ne demande que cela, la HF) Un connecteur idoine, type N (Ok vous préférez les SO 239) terminera l'ensemble.



Un raffinement supplémentaire bien utile :

il serait utile de pouvoir mesurer aux bornes de notre charge la tension qui s'y développe, ceci nous permettrait de calculer la puissance de l'émetteur en test. Génial mais difficile en pratique d'effectuer directement cette mesure sauf à posséder une instrumentation adaptée à la lecture des tensions HF.
Contournons ce problème en redressant la tension alternative de manière à faire une lecture en continu et étalonnant par comparaison notre système de mesure ce qui s'avère souvent bien plus précis.
Voyons le montage :

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  • Nous retrouvons notre charge 50 W de puissance que nous avons réalisée précédemment.
  • Nous installons un pont diviseur formé par la résistance de 3k et la résistance de 2k. Cet ensemble va modifier très légèrement l'impédance totale de la charge (- de 0,5W ) .
  • un diode va redresser une alternance sur deux de la tension alternative.
  • cette tension sera intégrée par l'ensemble condensateurs résistance.
  • un voltmètre gradué en W complètera le montage.

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Il existe dans le commerce et surtout dans les surplus de merveilleux petits engins particulièrement utiles à l'OM bricoleur. Voici à votre gauche un Termaline Wattmeter modèle 61. C'est un wattmètre 2 calibres (1 et 5W)  fonctionnant entre 30 et 500 MHz, qui est directement relié à une charge 50W de puissance.
C'est très pratique pour les mesures.
Il ne restera plus qu'à étalonner par comparaison notre montage avec un wattmètre sérieux et nous aurons ainsi systématiquement une bonne approximation de la puissance dissipée dans la charge.

Une telle charge n'est pas un gadget mais un instrument indispensable pour la mise au point des montages de puissance. Pour les bandes VHF, UHF et au-delà, je vous recommande de faire l'acquisition d'un modèle professionnel d'occasion. On en trouve lors des foires radioamateurs (attention toutefois au prix demandé, c'est très souvent excessif!)