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LACHAUD Stéphane

Question sur les moyens de coupler une antenne cadre ou boucle accordée à un récepteur...

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LACHAUD Stéphane

Bonjour à vous :)

Petite(s) question(s)... (Encore 🙄... me direz vous)

En ce qui concerne les antennes de réception type cadre accordée ou boucle accordée de petite dimension:

- Il me semble que l'on voit en général deux façons de les adapter à l'entrée "50 Ohms"/basse impédance d'un récepteur.

* Soit en faisant une petite boucle de couplage secondaire permettant de rabaisser l'impédance à la résonance du circuit LC "en //" (mais cela pourrait être aussi un montage de type "gamma match"), et on connecte la boucle secondaire à l'entrée du récepteur "50 Ohms"/basse impédance. Bref on fait un "transfo HF"....

* Soit en branchant directement le circuit LC résonnant de l'antenne à l'entrée d'un montage actif adaptateur d'impédance ayant une entrée à forte impédance et une sortie en basse impédance (par exemple, dans l'idée générale un montage à base de JFET/MOSFET) .

 

(Je ne cite que ces 2 configurations, mais il doit exister d'autres alternatives, c'est juste que je ne les connais pas).

 

Je me demandais donc, qu'est ce qui ferait choisir l'un de ces montages par rapport à l'autre?

Au final, quel sont les avantages/inconvénients, différence de performances entre ces 2 façon de faire??

 

Par avance, merci à vous pour vos retours là dessus.

 

Cordialement.

 

Stéphane

 

 

 

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M0GDR

Bonjour Stéphane,   

Je vais commencer par un petit rappel. La tension développée aux bornes de l’antenne boucle résonante, pour un champ magnétique H reçu donnée, est proportionnelle au facteur de qualité Q du circuit. Ce Q est déterminé principalement par la résistance de l’antenne et la résistance de charge du circuit et détermine lui-même la bande passante de l’antenne.

 Une fois qu’on comprend ça, si l’on présente un préamplificateur á forte impédance (on optimise la mesure de tension), il sera facile de contrôler la bande passante sur une large plage de fréquence car la fréquence d’accord dépend uniquement de la valeur du CV (et de l’inductance de l’antenne qui est fixe). Cependant il faut veiller á ce que le préamplificateur ait une bonne linéarité et ne soit pas source de bruit.

Dans le cas d’une adaptation basse impédance 50ohm (on optimise le transfert de puissance), et selon l’architecture de l’adaptation choisi, il peut être plus difficile d’allier rapport de transformation d'impédance et plage d’accord (exemple de l’utilisation d’un diviseur capacitif) ou de maintenir le Q voulu sur la plage de fréquence voulu.

C’est á vous de voir où les compromis sont à faire.

 

73, Ludo

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LACHAUD Stéphane

Bonjour à vous, Ludo.

 

Un grand merci pour votre retour clair et concis, ainsi que pour le lien ! 

 

Je comprends mieux la différence d'approche, maintenant.

 

C'est vrai que pour les quelques antennes cadres que je me suis bricolé, à chaque fois j'optais pour un couplage permettant une sortie en basse impédance en utilisant une boucle secondaire.

Et en m'amusant à vérifier comment varier l'impédance des sortie du système, pour différents accords, je me suis rendu compte que les 50 Ohms souhaité n'étaient optenus que pour une bande de fréquence pas très large par rapport à la gamme d'accord totale accessible pour le circuit LC de l'antenne: de part et d'autre de cette bande, je m'éloigne des 50 Ohms "purement résistif" et je vois une composante réactive croître (en valeur absolue, visible sur mon MFJ) assez vite.

Alors en pis aller, ce que je fais, c'est que d'abord (par exemple pour une antenne boucle qui couvre le 80 et le 40m en continu):

- je dimensionne à peu près ma boucle secondaire pour que lorsque je suis an bas de la gamme d'accord de mon antenne, ce que je lis sur mon "analyseur d'antenne" (MFJ259) soit à peu près dans les 50 Ohms, et que lorsque je grimpe en fréquence d'accord, si je vois une composante réactive qui grimpe, ce qui me fait dire que cette réactance est plutôt inductive (2 pi L F).

- et je mets en conséquence un condensateur variable en série, plutôt de forte valeurs (quelque centaines de pF) dans la boucle secondaire, afin de tenter de rattraper, au moins partiellement cette réactance.

Mon raisonnement est sans doute imparfait et bancal, mais "ça marche à peu près": à force de combiner les résultats positifs de différents ajustement de mon système, au fil des semaines d'usage, mes "rapports d'écoute" commencent à consteller de punaises la carte d'Europe. Rien d'extraordinaire, mais disons encourageant pour une petite station d'écoute de balcon urbain de pas grand chose...

Du coup, entre parenthèses, avec votre explication comparative, je comprends mieux pourquoi, pour une boucle "monobande" utilisée en émission (c'est juste une pensée, cela ne me concerne pas en tant que SWL) ou on souhaite maximiser le transfert de puissance de l'émetteur à l'antenne, ce genre de couplage est bien adapté: on peut garder un R.O.S acceptable, tout le long de l'excursion de l'utilisateur dans la bande d'intérêt étroite, assez facilement en fait.

 

Je suis en ce moment sur un petit projet additionnel de "poste d'écoute" plutôt orienté bande des 6 métres, à titre d'apprentissage/initiation du domaine VHF, toujours à base d'antenne boucle(cadre accordée.....

Et bien, par rapport à mes habitudes "HF", c'est quand même plus délicat à bricoler, je dois bien l'avouer... et le système de couplage par boucle secondaire un peu plus fantasque à mettre au point (mais c'est dû j'en suis grandement sûr à mon inexpérience). Pour ce projet, Je vais opter plutôt pour la solution du préamplificateur à forte impédance avec le circuit d'antenne LC branché en parallèle à son entrée.

17 hours ago, M0GDR said:

si l’on présente un préamplificateur á forte impédance (on optimise la mesure de tension), il sera facile de contrôler la bande passante sur une large plage de fréquence car la fréquence d’accord dépend uniquement de la valeur du CV (et de l’inductance de l’antenne qui est fixe). Cependant il faut veiller á ce que le préamplificateur ait une bonne linéarité et ne soit pas source de bruit.

 

Encore merci à vous.

 

Cordialement.

 

Stéphane

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M0GDR

Bonjour Stéphane, 

D'apres le montage que vous presentez sur la photo, vous avez un recepteur couvrant 0.1-65MHz. Si vous voulez un antenne boucle large bande en réception, je conseille d'opter pour une boucle non accordée suivi d'un préampli large bande á trés faible impédance d'entrée , genre base commune, ou mieux Common-base transistor amplifiers with linearity augmentation (voir les travaux de Chris Trask N7ZWY).

Le premier graphique du lien que je vous ai mis, montre bien le gain en bande passante de l’antenne, quand on diminue la résistance de charge. Par contre, c’est au détriment du gain de l’antenne, donc il faut que le préampli compense cette perte.   

73, Ludo

Edited by M0GDR
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LACHAUD Stéphane

Re- Bonjour Ludo.

 

Oui, le convertisseur utilisé est conçu avec un filtre passe passe bas en etrée permettant de recevoir et convertir les signaux radio entre 0.1 et 65 MHz environ.

En fait, j'ai toujours tendance à préférer monter et utiliser des antennes sélectives, jouant donc le rôle de préselecteur, comme les antennes cadres accordées, afin de tenter d'améliorer dans la mesure du possible la résistance du récepteur en présence de signaux voisins envahissant comme les broadcasts voisins du 40m (psr exemple), lorsque je veux écouter un petit quelque chose émergeant du bruit de fond....

 

Par contre, c'est vrai en vous lisant, que ce serait dommage de ne pas profiter des possibilités d'exploration large bande, de ballade "panoramique" offerte par ce combi convertisseur (avec sa "FI" variable) et la clef SDR. Cela me manque dans ma pratique.

 

Utiliser une antenne boucle large bande avec le preampli large bande à faible impédance d'entrée, comme vous le décrivez, pour obtenir un réponse plate ou très "mamelonesque" serait utilie pour d'abord scanner une large portion de spectre et me rendre compte qu'il y'a des choses intéressantes à voir de plus près, et passer ensuite sur une antenne accordée sélective pour aller explorer cela de plus près justement....

 

Je re-planche sérieusement sur les montages que vous mentionnez

2 hours ago, M0GDR said:

préampli large bande á trés faible impédance d'entrée , genre base commune, ou mieux Common-base transistor amplifiers with linearity augmentation (voir les travaux de Chris Trask N7ZWY).

 

Idée de fainéeant (mais dans mon cas ou mes capacités de montages et de tests en milieu domestique "adverse" :D sont plus que réduites actuellement...): pourrait on imaginer simplement d'utiliser un LNA commercial à base de MMIC, genre. "LNA4ALL" ou autre produit venant de chez d'autre concepteur comme ici https://www.sv1afn.com/en/products/Wideband-RF-Amplifier-LNA.html , ayant une impédance d'entrée de 50 Ohms et d'y connecter une antenne multi-spire ayant sa fréquence de résonnance naturelle correctement positionnée afin, dans l'idée de la simulation SPICE et du premier graphe de votre lien, obtenir une très large bande passante plus ou moins plate pas trop mal située (par exemple dans une portion basse VHF, entre 30 et 60 MHz?) L'antenne étant très chargée et amortie par l'impédance d'entrée présentée par le préampli.

Possible que l'idée soit mauvaise? facteur de bruit du preampli qui serait très mauvais car utilisé "pas comme prévu"?

 

Cordialement.

 

Stéphane

 

 

 

 

Edited by LACHAUD Stéphane

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LACHAUD Stéphane

Bonjour à vous. :)

Dans la petite idée d'utiliser un dispositif à base de MMIC pour une antenne boucla large bande, j'étais tombé il y'a quelque temps sur cette page web très intéressante présentant beaucoup d'expérimentations sur ce type de boucles, avec entre autre l'usage desdits MMIC.

 

https://pa0fri.home.xs4all.nl/Ant/Active antenna/Active receiving loop antenna eng.htm

Ici une autre expérimentation avec une simple boucle non accordéeee, sur la bande des 80m...

https://owenduffy.net/blog/?p=11366

 

Cordialement.

 

Stéphane

 

Edited by LACHAUD Stéphane
Complément de références "biblio"...
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M0GDR

bonjour, 

Vous dites:

"Idée de fainéeant (mais dans mon cas ou mes capacités de montages et de tests en milieu domestique "adverse" :D sont plus que réduites actuellement...): pourrait on imaginer simplement d'utiliser un LNA commercial à base de MMIC, genre. "LNA4ALL" ou autre produit venant de chez d'autre concepteur comme ici https://www.sv1afn.com/en/products/Wideband-RF-Amplifier-LNA.html , ayant une impédance d'entrée de 50 Ohms et d'y connecter une antenne multi-spire ayant sa fréquence de résonnance naturelle correctement positionnée afin, dans l'idée de la simulation SPICE et du premier graphe de votre lien, obtenir une très large bande passante plus ou moins plate pas trop mal située (par exemple dans une portion basse VHF, entre 30 et 60 MHz?) L'antenne étant très chargée et amortie par l'impédance d'entrée présentée par le préampli."

 

J'avoue que j'ai du mal parfois á vous suivre. Oui, un MMIC 50ohm peut faire l'affaire, mais les deux préamplificateurs que vous citez ne sont pas spécifiés pour la gamme ondes courtes.  Je ne vois pas trop l'intérêt d'utiliser une antenne boucle pour les VHF, un dipôle est plus simple á construire. Aussi attention aux résonances parasites avec une antenne multi-spire surtout quand on monte en fréquence.

Lorsque vous mettez bout á bout différents modules, je vous conseille que faire une analyse qu'on appelle en anglais "RF system cascaded budget" qui consiste á voir la répartition/évolution tout au long d'une chaine de réception de différents paramètres tels que le gain, point compression, facteur de bruit, IP3... Les maths sont relativement simples et on peut se créer une feuille de calcul avec graphiques facilement sous Excel. Cela vous permettra de juger si tel ou tel composant aura mieux sa place en début ou fin de chaine de réception.

https://www.qorvo.com/design-hub/design-tools/interactive/cascade-calculator

73 Ludo

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LACHAUD Stéphane

Bonjour Ludo.

 

Juste pour résumer un peu le fil (je peux diverger facilement sans m'en rendre compte, au temps pour moi...):

- Ma question du début concerner les différences de couplages utilisés pour une antenne boucle accordée, avec un récepteur.

- vous m'avez donné de bonnes pistes de réflexions.

- J'ai un peu développé le fil en parlant de mes bricoles HF, avec à la suite de cela l'envie de tenter quelques petites expérimentations par la suite, mais plutôt orientées partie basse des VHF et bande des 6 m, cette fois-ci...

Et en fait, la mention tardive, dans ce fil de discussion, d'usage d'un LNA dédié VHF va dans le sens de ce nouveau "projet" orienté 6m, dans ma tête.

Autrement dit, j'ai envie d'expérimenter des antennes boucles accordées ou large bande, suivant vos explications, mais dans la partie basse des VHF, principalement donc dans la bande des 6 m, mais plus largement, entre 30 et 60 MHz.

 

 partir du post daté du mardi 05H45 PM, je me concentrais sur cette idée d'utiliser une boucle chargé avec un amplificateur de faible impédance d'entrée pour voir ce que cela donnerait dans la partie basse des VHF (30--60 MHz à la louche). D'ou la mention à divers amplificateurs à base de MMIC tel que cité ci dessus, et conçu pour travailler dans ces gammes de fréquences et au delà...

J'aurai peut-être dû, du coup, ouvrir un nouveau sujet.... 😕

47 minutes ago, M0GDR said:

Je ne vois pas trop l'intérêt d'utiliser une antenne boucle pour les VHF, un dipôle est plus simple á construire....

 

Pour le 6 m (et a fortiori plus bas), avec un dipole tournant autour des 3 m la nécessité de le placer correctement, ma situation urbaine en immeuble avec balcon en alcove ne me semble pas adaptée pour cela, d'ou mon intérêt particulier pour tout ce qui est antenne boucles. Pour la bande des 2 mètres, ou aéro, par exemple, là en effet, la solution dipôles et variantes devient accessible niveau encombrement pour moi.

 

Merci à vous pour la suggestion de méthodologie et le lien associé! Un autre truc sur lequel je dois plancher aussi....

 

Cordialement.

 

Stéphane

Edited by LACHAUD Stéphane

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F6AWN
il y a 4 minutes, LACHAUD Stéphane a dit :

Pour le 6 m (et a fortiori plus bas), avec un dipole tournant autour des 3 m la nécessité de le placer correctement, ma situation urbaine en immeuble avec balcon en alcove ne me semble pas adaptée pour cela, d'ou mon intérêt particulier pour tout ce qui est antenne boucles. Pour la bande des 2 mètres, ou aéro, par exemple, là en effet, la solution dipôles et variantes devient accessible niveau emcombrement pour moi.

 

Bonjour,

Dans les années 60/70, une antenne 2m a eu ses heures de gloire en /Mobile : l'antenne Halo. C'est simplement un dipôle replié en forme de boucle ouverte. L'alimentation se fait comme pour un dipôle "tout à la masse", avec un Gamma-match. Peut-être qu'une extrapolation pour le 6m pourrait tenir sur votre balcon... :)

Cordialement,

Francis, F6AWN

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LACHAUD Stéphane

Bonjour Francis.

J'avais complètement "zappé" ce type d'antenne! Oui, je crois bien que cela devrait être praticable pour moi!

Un brin de recherche...

https://www.qsl.net/kp4md/50_mhz_halo.htm

http://www.macnaughtonart.com/halo.htm

http://www.iw5edi.com/ham-radio/1970/6-meter-halo-antenna-design

....

Plus d'excuse... m'en vais fouiller mon brol et boîte à monstre!

Merci encore pour cette suggestion. :)

 

Cordialement,

 

Stéphane

 

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F6AWN

Au fait, Stéphane, on peut aussi la construire "en carré". Plus simple, côté mécanique... ;)

Cordialement,

Francis, F6AWN

 

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