Dipôles raccourcie pour 160M

[VA2JOT Jacques]

(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).

[VA2JOT Jacques]

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  la vérité.

Capiche?

[VE2PID Pierre]

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.

[VA2JOT Jacques]

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?

[VE2PID Pierre]

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 ;-)

[VA2JOT Jacques]

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.

[VE2PID Pierre]

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 ;-)