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La technique sur Radioamateur.ca => Discussions sur les antennes et accessoires relatifs => Discussion démarrée par: VE2EMZ Dany le 28 Octobre 2010, 20:14:22
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Plusieurs Amateurs sont intéresser par le 160M mais n'ont pas la place à installer une antenne de 250 pieds sur leur terrain. Une antenne raccourcie peut être la solution.
Voici quelques exemples de dipôle raccourcie fait pour 1.855Mhz.
(https://i.pinimg.com/originals/88/b8/cc/88b8cc389e6ca356b19f83a3bfd35d7c.jpg)
Voici trois exemples de dipôle raccourcie;
Modèle #1
Longueur totale: 125 pieds(A) fait de fil #14
Les bobines (coils) sont fait de 82 tours #18 sur un ‘‘core’’ de 2’’ de diamètre a 31 pieds- 3 pouces de l’isolateur centrale de chaque côté(B). La partie C aura elle aussi 31 pieds 3 pouces et +. Les bobinages sont en plein centre des branches.
Les ‘‘cores’’ des bobinages sont fait de tuyau rigide d’aspirateur centrale. Les bobinages auront 6 pouces de long. Donc prévoir un peut plus pour les deux bouchons (8 pouces). Les bobinages exigerons chacun environs 45 pieds de fil (43+ connections) donc 90 pieds total. Le fil #18 est vendu en pair blanc et noir en autre chez BMR.
Modèle #2
Longueur totale : 105 pieds fait de fil #14
Les bobines (coils) sont fait de 91 tours #18 sur un ‘‘core’’ de 2’’ de diamètre a 26 pieds- 3 pouces de l’isolateur centrale de chaque côté. La partie C aura elle aussi 26 pieds- 3 pouces et +. Les bobinages sont en plein centre des branches.
Les ‘‘cores’’ des bobinages sont fait de tuyau rigide d’aspirateur centrale. Les bobinages auront 6 pouces 5/8 de long. Donc prévoir un peut plus pour les deux bouchons (8.5pouces). Les bobinages exigerons chacun environs 2 fois 50 pieds (48 + les connections) de fil donc 100 pieds total. Le fil #18 est vendu en pair blanc et noir en autre chez BMR.
(http://pages.infinit.net/watchdog/ams/2010_09_2603.jpg)
Modèle #3
Longueur totale: 130 pieds fait de fil : #14
Les bobines (coils) sont fait de 50 tours #14 sur un ‘‘core’’ de 3-1/4’’ de diamètre a 33 pieds de l’isolateur centrale de chaque côté. La partie C aura environs 33 pieds.
Les ‘‘cores’’ sont fait de tuyau de drain en ABS blanc vendu pour 3’’ chez Rona.
Les bobinages auront entre 5.75 et 6.75 pouces de long dépendant du type de fil que vous utiliserai. Donc prévoir un peut plus pour les deux bouchons. Les bobinages exigerons chacun environs 45 pieds de fil (43 + les connections) donc 90 pieds total.
Steve ve2sgz a mis ses bobinages à 33' de l’isolateur central et peut aussi faire du 40M avec cette antenne. Il est bon d’ajuster (tuner) la section 40M en premier soit les parties avant les bobines. Ensuite d’ajuster les extrémités de l’antenne pour le 160M.
(http://pages.infinit.net/watchdog/ams/coil160m.jpg)
Détail sur la fabrication.
Pour les bobines, percer un trou au centre de chaque bouchon (cap) afin de d’installer les œillets a tige fileté. Prévoir l’achat de rondelles (washer) et noix (nuts) supplémentaire afin de bien fixer les œillets. Percer vos bouchons afin de passer les fils.
Insérer un bouchon au bout du tuyau afin de marquer ou le bobinage pourra commencer. Percer un trou dans le tuyau a cet endroit de la dimension de votre fil de bobinage afin de débuter l'enroullement. Bobiner le nombre de tours désiré. Ensuite percer un trou a l’endroit ou le bobinage se termine. Passer le fil par ce trou et finallement, coller les bouchons (caps).
73 et bonne fabrication.
Dany ve2emz
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Ajout;
Du fil solide ou torsadé pourront être utilisé pour les bobines.
Pour les branches de l’antenne (legs) comme pour les bobines, du fil de torron torsadé #14 simple conducteur est disponible chez les rénovateurs (Rona, Réno-dépôt, Home-Dépôt) donc pas besoin de prendre du Roomex servant au câblage électrique de maison et de le « défaire ». De plus le torron est de catégorie 600V et vous avez le choix de couleur ! Du fil de calibre 12 et 10 sont aussi disponible.
Pour le dernier modèle, si vous prenez du fil #12 pour les branches(legs) alors votre longueur total seras d’environs 127 pieds et de 124 pieds avec du #10. Ne changer pas la grosseur du fil des bobinages.
73
Dany ve2emz
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Version bi-bande, 160m / 40m telqu'utilisé par Pierre VA2PR de Laval-Auteuil
Antenne: fil émaillé #14 monobrin (pour moteurs, bobines etc.)
35' pour Fr de 7030 (CW) 34' 8' pour Fr de 7070-7090 (BLU)
Bobine, tuyau à eau ABS de 3" intérieur (3" 1/4 ext) 6" 1/2 de long pour la bobine, prévoir en plus la longueur des caps.
50T #14 multibrin vendu au pied chez Rona ou BMR
partie 160m: autour de 21' après les bobines, peut varier selon les influences locales.
On tune la longeur pour autour de 1,856 Mhz.
Longueur hors-tout d'environ 115'.
Ne pas utiliser du fil électrique domestique monobrin pour la bobine. Ca change toute la donne car l'isolant n'a pas la même épaisseur et le monobrin est très hostile au bobinage.
A bientot sur la seule bande HF ouverte le soir cet hiver pour les QSO entre VE2s.
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Lu sur un autre fil: Si on a l'emplacement, est-ce que ça vaut réellement la peine d'installer des dipôles pleine longueur
Sans doute que oui. Une antenne pleine longueur (sous-entendu une demi-λ) va pouvoir livrer la marchandise (le champ EM) de manière optimale.
Mais si l'antenne n'est pas à la longueur idéale, il faudra composer avec le problème du ROS. Et si ce dernier est trop important, on devra ajouter des bobines, un balun transformateur ou des trappes pour ramener "artificiellement" le ROS à des valeurs acceptables pour le rig. Sinon, la plupart des radios récentes vont automatiquement réduire la puissance de sortie si le ROS dépasse un seuil critique (3:1).
Chacun de ces ajouts réduira cependant l'efficacité du système, car il transformera une partie de la puissance injectée en chaleur... au lieu de produire des ondes électromagnétiques utiles.
Avec un terrain qui le permet. l'idéal est le demi-lambda à la fréquence préférée, ou mieux des montages résonnants plus complexes avec éléments parasites (Yagis ou ensembles phasés par exemple).
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PS: Les fabricants de radio ont décidé que l'impédance de sortie ou d'entrée de leurs appareils serait de Ω résistif. Les militaires ont fabriqué du coax 50 Ω résistif. Alors, comme un dipôle résonnant a une impédance voisine de 60 Ω résistif dans beaucoup de montages radioamateur, le transfert d'énergie se fait très bien.
Mais si les fabricants avaient plutôt choisi que l'impédance de sortie ou d'entrée serait par exemple de 120 - j*54 Ω, et que les militaires avaient fabriqué du coax de 120 - J*54 Ω, alors une antenne dipôle de 120 - J*54 Ω (donc non résonnante) serait un match parfait pour compléter. Le ROS serait de 1:1 !
Tout ça pour dire que le 50 Ω et l'antenne résonnante n'est qu'un choix parmi d'autres, et que l'ensemble 120 - J*54 Ω serait aussi performant, même si cette antenne n'est pas résonnante (par déf résonnante signifiant que la réactance est nulle)...
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Mais là tu te contredis Pierre...
Tu dis que l'idéal, si le terrain le permet, c'est le demi-lambda...
Alors qu'au début du post, tu dis qu'une antenne pleine longueur est idéale.
Alors j'installe quoi ?
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Demi lambda c'est ça pleine longeur si on veut que ça résonne tout en ayant une impédance accordable sans syntonisateur.
OK?
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C'est mon expression "pleine longueur" qui porte a confusion.
Un dipole c'est toujours une demie longueur d'ondes. 258 pieds en tout.
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Excellent merci beaucoup les gars !
Effectivement c'est l'expression qui a porté à confusion.
258 pieds pour une branche ? aucun problème !!! Je croyais que c'était beaucoup plus long !
Bonne journée,
Matt
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Exact,
Pleine longueur vs. compacte (demie longeur abrégée à l'aide de bobines, trappes etc.).
Par définition, une dipole résonnante de 50 Ohms (hypothétique, c'est un peu plus haut comme disait Pierre dans son post) mesure hors-tout une demie longueur d'onde, c.a.d. 1/4 de longeur d'onde par élément.
N'oublies pas Matt que cette dipole est une référence à des fins de comparaison de performance avec les antennes plus complexes et à gain. C'est la fameux dBd (d=dipole).
258 pieds pour une branche ? Non, hors-tout pour le 160m. 127 pieds par branche. Et n'oublies pas de couper plus long pour ensuite raccourcir pour avoir la Fr là ou tu la veux. On mesures la F de résonnance à la hauteur d'exploitation, pas au niveau du sol car ça va changer selon les "influences locales".
C'est pour cela que nous posons des poulies aux points de fixation des attaches de dipoles. Ca évite de grimper comme un malade le jour de la mise-en-service et pour l'entretien.
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Je viens de relire le post, 258 en tout donc 129 pieds par branche pour une antenne de 160 M ... ok ! ;)
C'est vraiment pas immense ! Reste à trouver le câble pour supporter ça.
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Tu aurais Jacques des plans plus complexe pour des antennes à gain sur 80 M disons ? Car sur 160 M je risque d'empietter sur l'espace vital de ma femme ;)
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Fais marcher tes doigts sur le net avec les termes suivants:
Double Zepp et Extended Double Zepp.
http://www.qsl.net/n/n4xy//PDFs/ANTs/ant_edz.pdf
On s'en reparle après lecture ;)
C'est plus d'ouvrage et un peu plus d'investissement je trouve pour aller chercher seulement quelques dB. Déjà qu'avec un coax de qualité et la bonne hauteur on peut vraiment s'amuser comme un p'tit fou.
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Cherches aussi les plans d'une double bazooka ... à ce qu'on dit elle est très performante et moins susceptible aux interférences ;)
Tiens un p'tit lien gratuit ... http://www.radioamateur.ca/antennes/dblbazooka.html
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Je ne suis pas d'accord sur toute la ligne au sujet des Doubles Bazooka.
BRUIT
Va pour le bruit plus faible, c'est un fait qu'une antenne recouverte d'un bon isloant sur sa pleine longeur est moins suceptible au statique provenant des particules quand il vente fort (neige, pluie et matières en suspension). Ca c'est la théorie. Dans les faits, la plupart des amateurs négligent de préserver l'intégrité de l'isolant de bout en bout et l'avantage fout le camp.
PERFORMANCE
Si je me souviens, les modèles donne une intensité de champ 17% EM moins intense qu'une dipole classique. Ca se comprend, elle est légèrement moins longue et y'a les pertes dans le coax dont l'antenne est majoritairement composée.
PLAGE DE SWR
Elle ment cette antenne pour donner une plage plus large de faible SWR. Y'a de l'énergie qui doit être convertie en chaleur pour conserver un si bas SWR.
J'en ai 4 de ces antennes et je les trouve pratiques car elle peuvent zigzaguer dans les branches sans que cela affecte le SWR. Mais de là à dire qu'elle font mieux que les dipole classiques, non je suis désolé. Remarquez que le gars à l'autre bout ne saura voir la différence. 17% moins fort ça se voit pas sur un S mètre.
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Par définition, une dipole résonnante de 50 Ohms (hypothétique, c'est un peu plus haut comme disait Pierre dans son post) mesure hors-tout une demie longueur d'onde..
Pour ceux qui aiment la rigueur ;-) , Kraus dans Antennas 3ème edition* démontre scientifiquement (avec les outils du calcul différentiel et intégral) que l'impédance exacte en espace libre d'un dipôle demi-λ en fil de petite épaisseur et alimenté en son centre est de 73 + j 42,5 Ω. On a donc un peu de réactance inductive.
Pour que cette réactance soit nulle, il faut raccourcir l'antenne. Quand la réactance sera nulle, l'impédance aura comme valeur 65 Ω résistifs.
Pour répéter, ceci sans effet de sol (espace libre). La hauteur du montage et la nature du sol vont modifier de manière significative l'impédance finale.
* Pages 181-182
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258 en tout donc 129 pieds par branche pour une antenne de 160 M ... ok !
C'est vraiment pas immense ! Reste à trouver le câble pour supporter ça.
Le Dacron mon cher. C'est résistant aux UV, et du 1/8 est bon jusqu'à 350 livres avant de rompre. Environ $0,08 le pied au 100 pieds. N'oublies pas de penser aux poulies et prends-en de bonne qualité.
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N'oublies pas de penser aux poulies...
... Mais ne pas te tracasser outre mesure si tu alimentes ton antenne avec du coaxial de 50 Ω et que le ROS (SWR) est de 3:1 ou moins. *
Si la longueur du coax est de 100 pieds (ou moins), la différence de rendement entre 3:1 et 1:1 de ROS est négligeable et pratiquement imperceptible.
Tu peux même travailler avec un ROS de 5:1 avec du coaxial de bonne qualité et n'avoir que peu de pertes. Dans ce dernier cas, si le rig réagit en baissant la puissance, il faudra ajouter un syntoniseur.
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* Un exemple: Avec 100 pieds de RG-213 (Belden 8267), et pour une fréquence de 1,8 MHz:
| ROS | Pertes totales en dB |
| 1:1 | 0,250 |
| 3:1 | 0,435 |
| 5:1 | 0,665 |
.. soit des différences dans les dixièmes de dB. Pour faire bouger un S-mètre d'une unité, ça prend 6 dB de variation...
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rapport avec les poulies svp ???
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rapport avec les poulies svp
Une des utilités des poulies est de pouvoir monter et redescendre l'antenne afin de la 'tweaker' pour les ajustements fins, au lieu de grimper chaque fois dans une tour. En particulier, si le ROS est trop élevé, il peut être nécessaire de faire quelques essais avant d'avoir la bonne longueur; les poulies simplifient les opérations puisque l'antenne peut être ramenée facilement au sol.
Mon message précédent voulait dire que ces ajustements peuvent s'arrêter quand on atteint le 3:1... inutile à mon avis de vouloir descendre sous ce seuil.
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J'ai peut-être mal décodé Martin quant il a fait mention de câble, Faisait-il peut-être allusion au câble de transmission. Moi j'ai cru comprendre qu'il était question de moyens pour soutenir l'antenne. C'est un défi sur la bande du 160m. On n'a presque pas le choix de la soutenir au feedpoint sinon l'affaisement par le milieu est trop important à cause de la masse de la ligne de transmission.
Mon message précédent voulait dire que ces ajustements peuvent s'arrêter quand on atteint le 3:1... inutile à mon avis de vouloir descendre sous ce seuil. Les chiffres de Pierre sont effectivement bas pour la perte mais ça augmente passablement quand on passe aux bandes plus hautes.
Mon problème avec cette situation est que ça me chicotterait que diable de savoir pourquoi le ROS de 3:1 si je m'attendais à du 1:1. Comme disait le bedeau, y'a de quoi qui cloche en quék part.
POULIES
Les seuls amateurs qui ne pensent pas à installer de poulies sont ceux qui n'ont pas encore eu a trimmer de dipoles ;D
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ça me chicotterait que diable de savoir pourquoi le ROS de 3:1 si je m'attendais à du 1:1. Comme disait le bedeau, y'a de quoi qui cloche en quék part.
Un exemple: Les intervenants précédents ont proposé une longueur de 254 pieds pour le 160 mètres. Si on monte cette antenne au-dessus d'un sol moyen et à 30 pieds du sol, le ROS à chaque bout de la bande sera de 5,2:1 à gauche (1,8 MHz) et de 8,6:1 à 2 MHz.
L'antenne résonne près de 1,876 MHz où l'impédance est d'environ 40 Ω et le ROS (dans du 50 Ω) est voisin de 1,3:1. C'est le mieux qu'on peut faire avec du #14 en cuivre. Voir le graphique plus bas.
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OK Pierre,
1.3:1, pour moi c'est très acceptable pour un dipole rase-motte. No problem. 3:1 par contre, cela signifie que l'impédance est soit de 150 Ohms ou de 16 2/3 Ohms. Indice d'une importante anomalie surtout quand il s'agit d'un dipole à sa fréquence de résonnance.
Je crois que tu serais d'accord sur ce point.
73,
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Bon matin Jacques,
3:1 par contre, cela signifie que l'impédance est soit de 150 Ohms ou de 16 2/3 Ohms. Indice d'une importante anomalie
D'accord. Petite précision: Dans le cas du ROS de 3:1 pour l'antenne précédente, l'impédance de cette antenne n'est pas de 150 Ω résistifs, mais de 36,74 - J 47,65 Ω. Ça se produit à 1,828 MHz, soit à gauche de la fréquence de résonance.
On a également le même ROS de 3:1 à 1,928 MHz à droite de la fr. de résonnance où l'impédance est de 42,18 + J 52,69 ohms.
Ces impédances complexes vont donc générer elle aussi un ROS de 3:1...
Il y a donc une infinité de manières d'obtenir une valeur de ROS donnée.
Mais si on a un 3:1 à la fréquence de résonance, ça sous-entend évidemment que la réactance est nulle et il faut alors que Z=16 2/3 ou 150 Ω purement résistif. Il y a alors un gros problème de design à corriger.
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Si on reprend l'exemple précédent, l'antenne fonctionne bien près de sa fréquence de résonance; en s'éloignant, elle restera quand même utile puisque la plage du ROS < 3 est assez étendue.
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Et moi qui croyais que la définition d'antenne résonnante impliquait que les réactances inductive et capacitive se cancellaient?
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Mes 2 ¢... L'impédance d'une antenne est un nombre complexe A + J*B formé d'une partie résistive A et d'une partie réactive B. B a un signe (+ si la réactance est inductive, - si elle est capacitive). Le B n'est pas une somme algébrique de deux réactances de signe contraire dans l'antenne.
Si B est nulle, alors l'antenne est dite par définition résonnante. Mais si B n'est pas nulle, il faut compléter le système par une réactance de signe contraire de celui de B, de sorte que la somme algébrique de B et de la contribution de cet ajout sera 0. C'est ce que fait un syntoniseur.
C'est dans ce système (antenne+ajout) que les réactances inductive et capacitive se cancellent, et non dans l'antenne prise isolément.
(À mon avis toujours ;) )
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Pierre,
Un ROS de 3:1 demande d'intervenir si on a à faire avec une ligne le moindrement longue. Par exemple, voici les calculs de pertes selon la bande d'intérêt en présumant 100' de RG213 et présumant une puissance de 1Kw au TX:
160m, 0,48 dB (91,8W) de pertes
80m, 0,596 dB (128W) " "
40m, 0,826 dB (173W) " "
20m, 1,148 dB (233W) " "
15m, 1,394 dB (275W) " "
10m, 1,607 dB (310W) " "
Ca fait pas beaucoup de dB, ça se voit pas au S mètre mais ca commence à chauffer à mesure qu'on augmente la puissance. Imagines maintenant ce que cela représenterait avec une ligne de 400' et un KW. Faudrait passer à du coax de plus gros calibre comme du LDF-5 (Heliax 7/8) ou du hardline CATV de 3/4" ou encore de l'open line de 600 Ohms. D'ailleurs, passé les 400", on n'a plus tellement le choix, faut passer à l'open line avec tous les problèmes de construction et d'adaptation de Z que cela implique.
Toutes les installation à longues lignes de transmission que j'ai examiné ou travaillé avaient des éléments d'accord d'impédance télécommandés (à valeurs fixes selon la portion de bande d'intérêt) au feedpoint de l'antenne afin d'assurer la moindre perte possible dans la ligne de transmission.
Je ne conteste pas ton approche pour 100W et une ligne relativement courte. On peut passer outre mais, avec de plus longues lignes et davantage de puissance, les règles du jeu changent. Si sur un projet d'antenne à haute puissance je découvrais un ROS autre que celui prévu, sois certain que trouverais la cause et que je règlerais le problème.
Voila!
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Imagines maintenant ce que cela représenterait avec une ligne de 400' et un KW.
Je suis bien d'accord pour dire qu'un ROS qui ne descend jamais au-dessous de 3:1 est important et doit être corrigé.
Pour 400' de coaxial RG-213, à 1,8 MHz et 3:1 ROS, on a une perte de 1,446 dB, soit 28% d'énergie ou 283 W perdus en chaleur pour 1 kW d'injectés dans le système. À 28 MHz, cette perte devient 5,683 dB soit 73%... ou 730 W perdus pour 1 kW...!
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Si on élargit un peu la discussion, on peut dire qu'il est quand même inévitable avec les meilleures antennes d'obtenir quelque part du 3:1 et plus si on pense en terme de largeur de bande (et non d'une fréquence fixe). L'exemple d'antenne plus haut, avec un excellent ROS de 1,3:1 à une fréquence donnée, va devenir moins 'performant' à mesure que l'on s'éloigne de la fréquence cible.
Les valeurs de pertes croissantes de chaque côté de cette fréquences nous indiquent les conséquences (les dégradation de performances) qu'il y aurait à la considérer comme une antenne de largeur de bande de 100 kHz.
Les publicités qui donnent les spécifications en largeur de bande (ROS<3:1) devraient aussi mentionner le pourcentage de pertes selon l'éloignement de la fréquence de résonance. Et encore là, ça varierait selon chaque installation (sol) et chaque hauteur.....
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PS: Concernant le ROS, il est important de le mesurer à l'antenne même. Sinon, on risque de se faire jouer de vilains tours. Par exemple, si l'impédance aux bornes de l'antenne est de 150 Ω, alors au bout du 400 pieds de RG-213, on obtiendra une lecture de ROS de 1,4:1 alors qu'à l'antenne c'est en réalité du 3,0:1.
Une ligne de transmission agit en effet comme un transformateur d'impédance et on doit tenir compte de ce phénomène. L'OM pourrait conclure en lisant le 1,4:1 que tout est ok avec son système, ce qui n'est pas le cas.
On peut quand même se servir de la lecture de l'impédance A+J*B au bout du coaxial pour déduire quelle est alors l'impédance réelle et le ROS à l'antenne, sans avoir à grimper au point d'alimentation. C'est à cela que sert principalement un abaque de Smith.
http://f5zv.pagesperso-orange.fr/RADIO/RM/RM23/RM23p/RM23p.html
(http://kb1kix.net/blog/wp-content/uploads/2009/02/smithpaper-283x300.gif)
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Parfaitement d'accord au sujet du point de mesure du ROS. D'ailleurs, je me suis toujours demandé pourquoi le terme return loss semblait inconnu de la majorité des radio amateurs.
Bonne journée,
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return loss
Il y a quand même quelque chose "d'enfargeant" dans ce paramètre. Moins il y a de pertes (loss), plus la valeur du return loss est grande. Un peu aberrant.
Ça tient à sa définition .. Return Loss = 10*log10(Pi/Pr) où Pi est la puissance injectée et Pr la puissance réfléchie. Un bon transfert d'énergie réduit le dénominateur Pr et augmente par le fait même la valeur du logarithme, et par conséquent du RL.
Dans mon graphique plus haut, la perte est infime (ROS 1,3:1) mais on voit dans la sections des paramètres calculés que le Ret Loss est important (17,9 dB).
Faut bien s'y faire...
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Les lectures de TOS prises à la sources seront faussées car la lecture ne tien pas compte de l'atténuation que subit sur son chemin de retour, l'énergie réfléchie par la charge.
??
Bonjour Jacques,
Le ROS est obtenu à partir du rapport entre l'amplitude maximale et minimale de l'onde stationnaire (standing wave). Les lectures au ROS mètre en tiennent surement compte; plus haut, j'ai cité le cas d'une antenne où au bornes, le ROS était de 3:1 mais à 400 pieds plus lion, ce ROS chute à 1,4. Entre les deux (200 pieds), on obtient 1,8 et à 600', ça devient 1,2.
Pour moi, la seule explication est que la lecture est directement influencée par l'atténuation de la puissance réfléchie.
Quant au TOS (qui n'est pas la même chose que le ROS), il varie directement en fonction du ROS, donc même conclusions...
??
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(oups, j'ai effacé au lieu de corriger)...
Dans match parfait entre la source, la ligne et la charge, le return loss est pratiquement infini.
Là ou cela prend de l'importance, c'est quand les pertes dans la ligne sont importantes et qu'en plus y'a désaccord entre celle-ci et sa charge. Les lectures de TOS prises à la source seront faussées car la lecture ne tien pas compte de l'atténuation que subit sur son chemin de retour, l'énergie réfléchie par la charge.
Dans une chaine de (multi) coupleurs circulaires (gros sites radio et cellulaire) ca paramètre influence les calculs visant à prévoir l'ampleur de l’énergie qu'aura à dissipier la charge sur la dernière porte du circulateur. Sinon, l'énergie réfléchie par l’antenne vers les PA des TX risque d’engendrer de sérieux problèmes d'IMD.
A l’époque de la téléphonie analogique, un circuit avec un mauvais return loss pouvait soit se mettre à osciller ou du moins, sonnait comme un fond de baril. La cause la plus courante était une mauvaise configuration dans les transformateurs hybrides qui servaient à convertir les circuits de quatre fils (transport) à deux fils (distribution).
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Pierre,
Si la ligne possède une certaine atténuation, la lecture du ROS à l'antenne ne peut être la même que celle prise à la source car les rapports entre l'énergie incidente et l'énergie réfléchie sont différentes à cause de l'influence des pertes de la ligne.
La vraie lecture est soit celle prise à l'antenne à moins de tenir compte du return loss et recalculer la lecture du ROS prise à la source en conséquence.
En présumant une ligne de 3dB et un retour par mismatch de 50% de l'énergie par l'antenne, le rapport entre l'énergie offerte et l'énergie réfléchie à la source sera de 8/1 (100%/12,5%) et à l'antenne de 2/1 (50%/25%).
100% ----------------> -3dB ---------------> 50%
12,5% <--------------- -3dB <--------------- 25%
La lecture du ROS est pas mal plus décourageante à l'antenne qu'à la station n'est-ce pas?
Par contre, si on ajoute l'atténuation aller/retour à l'énergie réfléchie incidente à la source (12,5% +6dB) on obtien un rapport de 100%/50% ce qui réfléchit plus ;D la vérité.
Capiche?
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La vraie lecture est soit celle prise à l'antenne à moins de ... recalculer la lecture du ROS prise à la source en conséquence.
... Jacques, je crois que l'on était d'accord sur ce point dans les messages précédents ...
Juste pour compléter avec une illustration: En regardant la variation d'amplitude de l'onde stationnaire dans une ligne de TX (voir graphique plus bas pour 1500 W injectés), on constate l'atténuation graduelle des max et min à mesure que l'on s'approche de l'antenne. J'ai mis une longueur de ligne de 5000 pieds pour mieux illustrer la variation de ROS. Même si c'est 'exagéré', les phénomènes d'atténuations et de modifications du ROS restent valides pour des lignes de longueur quelconques.
Comme le ROS est le rapport à chaque point du max sur le min, une lecture en chacun de ces points donnera l'heure juste pour le ROS local. L'instrument de lecture ne mesurera que le quotient des amplitudes.
Le ROS lu en un point n'est cependant valable que pour cette position dans la ligne. Même s'il y a une diminution de l'intensité des tensions, une observation fine du graphique permet de voir qu'il y a une augmentation du quotient Vmax/Vmin (et donc du ROS) à mesure que l'on se déplace vers la droite.
Avec la lecture faite côté rig, il est possible de déduire quel est le ROS à l'antenne en se servant d'un abaque de Smith.
Il faut évidemment faire les corrections d'usages pour déduire quelle est l'impédance à un bout de la ligne si on connait celle mesurée à l'autre bout, car la ligne agit aussi comme transformateur.
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Pierre,
Reférant à ton graphique, peut-on supposer que la lecture de la puissance à l'aide d'un TOS mètre risque d'être différente entre celle prise à l'aide d'un instrument comme un Bird 43 qui fait usage d'un thermocouple (donc sensible à la puissance) et un autre instrument (plus bas en gamme) qui ne se préoccupe de la tension en présumant toujours être à une point d'impédance de 50 Ohms?
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la lecture de la puissance à l'aide d'un TOS mètre risque d'être différente entre celle prise à l'aide d'un instrument comme un Bird 43 qui fait usage d'un thermocouple
Je présume (?) qu'un ROS mètre est utilisé pour déterminer la puissance en mesurant la tension sortant du rig (le forward) et en appliquant ensuite la loi d'Ohm (en fait on utilise la moitié de l'appareil , i.e. en ne tenant pas compte du 'reflected').
Et que ta question réfère à l'atténuation de la tension 'forward' observée dans le graphique et qui fausserait par le fait même les résultats.
Mon graphique est construit pour une longueur de 5000 pieds (!). Mais pour les longueurs de lignes entre le rig et le ROS mètre, l'atténuation est infime et probablement non significative ni détectable; puisqu'ils sont utilisés largement et depuis de nombreuses années, les valeurs obtenues sont sûrement 'crédibles'...
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Un exemple: Si on refait le graphique pour 28 MHz, alors en plaçant le ROS mètre à 30 pieds du rig, l'atténuation est de 5 V (RMS) soit une différence de puissance de 0,2 W avec la charge de 150 Ω.... pour le 1500 W injectés, l'erreur est donc de 0,01%.
Dans le cas des utilisations normales de l'appareil, avec une charge de 50 Ω, même à 100 pieds du rig, la chute de tension n'est que de 4 V RMS. soit 0,3 W d'erreur ou 0,02 % pour le 1500 W ;-)
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La théorie veut que les ROS mètres fassent usage de coupleurs directionnels afin de discerner entre l'énergie roulant dans un sens vs. dans l'autre. Ce qui permet de discerner entre l'énergie offerte à la charge et l'énergie réfléchie par cette dernière.
Jusque là, tout ces instruments sont plus ou moins égaux si on fait abstraction de la précision/callibrage et de la courbe de réponse du circuit d'échantilonnage.
Là ou les choses changent est dans la méthode de mesure du niveau d'énergie. Pour les instruments dits de qualité pro comme les Bird, on fait usage d'un thermocouple qui donne une mesure précise (+/-5%) de la puissance. Les instruments "populaires" eux présument être à un point d'impédance de 50 Ohms. Ca simplifie la job de design de l'instrument car tout ce qu'on a à mesurer est la tension pour extrapoler la puissance puisqu'on connait ,<sic> l'Z au point d'échantilonnage.
De là la source de tous les maux. Ces lectures ne peuvent être valables ailleurs qu'à un point de 50 Ohms d'impédance.
Au TX, on peut sans trop risquer présumer être à une source de 50 Ohms bien que cela ne soit pas d'une certitude absolue. Ailleurs comme le long d'une ligne de TX ou au point de jonction avec l'antenne dont l'Z serait tout autre que 50 Ohms, la fiabilité des lectures de puissance et de ROS obtenues sera sérieusement compromise.
A croire aveuglément les lectures d'un ROS mètre, on peut faire fausse route selon le type (la qualité) d'instrument. C'est ce qu'il faut retenir.
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Les instruments "populaires" eux présument être à un point d'impédance de 50 Ohms.
... Mais dans les autres cas (ou les cas plus généraux de charges autres que 50 Ω) , on fait comme mentionné dans le manuel du W2 d'Elecraft (à coupleurs directionnels); on l'insère entre le rig et le synto:
Typically the W2 is inserted between the transmitter and an antenna tuner, if one is used. The W2 then displays the SWR presented to the transmitter. If the W2 is inserted between the antenna tuner and antenna, it will show the antenna's unmatched SWR. The power reading may be less accurate when the unmatched SWR is high
Power Range: (200W Sensor) 0-2W, 0-20W, 0-200W, Auto
(2 KW sensor) 0-20W, 0-200W, 0-2000W, Auto
Accuracy: +/- 0.5 dB typical
http://www.elecraft.com/W2/W2.htm
Pour les situations où la charge n'est pas de 50 Ω, si on relit mon message précédent, on voit qu' en se plaçant à une distance normale du rig, les erreurs introduites sur les lectures de tensions sont vraiment minime pour les coupleurs.
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Concernant les wattmètres Bird, ils ont une précision de l'ordre de 5% de la valeur maximum de l'échelle, et cette précision n'est valable que si l'instrument a été récemment calibré et bien utilisé par la suite, avec une 'slug' de 100 W. Un Bird 'ramassé' dans un hamfest donnerait probablement des erreurs plus grandes.
On aurait par conséquent une erreur possible de 5 W pour une échelle de 100W. Alors que dans le W2 (et dans d'autres wattmètres numériques), le pourcentage d'erreur s'applique à la lecture 'actuelle'.
C'est une nuance importante. Pour être plus clair, si on lit 20 W sur un Bird bien calibré, alors il faut déduire que c'est 20 ± 5 W. Quelque soit la lecture, on ajoute ou retranche toujours 5 W. Mais, comme il est maintenant possible d'ajuster le W2 pour donner du 5% de marge d'erreur, on aurait pour 20 W ± 1 W.. car pour ce wattmètre, on ajoute ou retranche 5% de la lecture.
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PS: Où est passé l'antenne raccourcie ? Ou elle est tellement raccourcie qu'on la voit plus ;-)