Jean-François FOURCADIER
F4DAY

Montpellier  (France)

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Une antenne active pour la bande 1200 MHz

Adaptons un préamplificateur à l'antenne "express-pizza"

 

Lorsqu'on se trouve pas trop loin d'un relais de télévision d'amateur émettant dans la bande 1240-1300 MHz, il est confortable de disposer d'une petite antenne compacte et discrète, orientée à demeure vers ce relais.

Seul problème, le déport. Le câble coaxial économique "spécial parabole", qui sera souvent d'une longueur de 10 ou 20 mètres, va en effet affaiblir sérieusement le signal. Sa qualité est très variable. Lors de l'achat, on pourra choisir un modèle avec une âme centrale en cuivre de section élevée et diélectrique aéré. Au rythme de 0,4 à 0,6 dB/m, on a vite fait de perdre 10 ou 15 précieux décibels qui transformeront une excellente image en quelques traces de synchronisation.

La solution est connue de tous: monter un préamplificateur faible bruit au plus près de l'antenne. Ses qualités fixeront le facteur de bruit de l'ensemble de l'installation de réception et compenseront les pertes dans le câble de descente. Il en existe de nombreuses réalisations d'amateur ou commerciales. Pour rester dans le style de l'antenne "express-pizza", nous décrirons ici un préamplificateur à très faible coût, réalisable en une heure, sans circuit imprimé et avec peu de composants. Son facteur de bruit fera sourire les spécialistes pointus des hyperfréquences et de la radioastronomie. Mais ne vous y trompez pas: eu égard à sa simplicité, l'ensemble est cependant redoutablement efficace, le facteur de bruit du démodulateur satellite sera relevé et le gain fera plus que compenser une longueur de 20 ou 30 mètres de câble coaxial ! Le préamplificateur est téléalimenté par le câble coaxial, au moyen des 14 V ou 18 V fournis par le démodulateur satellite qui joue le rôle de récepteur. Cette tension continue est normalement disponible pour la téléalimentation du LNB.

Le schéma

Il fait appel à quelques composants courants: un MMIC apporte le gain, deux condensateurs CMS bloquent les composantes continues, une résistance - ou plutôt deux pour la facilité de réalisation -, et un petit morceau de câble coaxial semi-rigide. La valeur des résistances ( 2 x 150 ohms 1/4 W) convient au MMIC Agilent MSA-0885 et doit être adaptée si l'on utilise un autre modèle de MMIC afin de respecter le courant d'alimentation spécifié (voir tableau). Le connecteur "F" de sortie du préamplificateur est relié à l'entrée du démodulateur satellite par du câble coaxial 75 ohms, spécial satellite, acheté en grande surface. Compte tenu du gain élevé du MMIC, on peut sans inconvénient disposer plus d'une vingtaine de mètres de câble coaxial.

 

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caractéristiques de deux MMIC utilisables:

type

gain
@ 1 GHz

NF
dB

I
(mA)
U typ
(V)
MSA-0885
21
3,3
36
7,8
MAR 6
16
3,0
16
3,5

 

Construction

Dans un premier temps, il faut ajuster parfaitement au ROSmètre le monopôle dans la boîte de manière à obtenir une impédance de source de 50 W. Pour ce faire, on coupera une longueur convenable de câble coaxial semi-rigide, en conservant un connecteur SMA à une de ses extrémités. On percera un trou dans la boîte à exactement 87 mm de son arête inférieure, comme dans l'antenne express-pizza. Le câble semi-rigide sera cintré pour lui donner la forme appropriée, puis soigneusement soudé sur le corps de la boîte préalablement grattée au moyen de papier de verre. Il est nécessaire pour cela d'utiliser un fer à souder de 100 ou 150 W. Un morceau de fil de cuivre de 2,5 mm2 sera soudé dans la boîte en extrémité du semi-rigide et pourra alors être ajusté au ROSmètre.

Une fois le monopôle ajusté, on coupera le connecteur SMA et on soudera le câble semi-rigide, puis les composants comme sur la photographie ci-dessous:

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Le câblage doit être court. Les condensateurs CMS sont soudés directement sur les pattes d'entrée et de sortie du MMIC. Les deux résistances sont montées tête-bêche pour assurer une longueur minimale de connexion au condensateur de sortie. Une goutte de colle immobilise les résistances. Veiller à ne pas excessivement plaquer ces dernières contre le cuivre.

Un capot métallique réalisé en deux minutes à partir d'une vieille boîte de conserve et d'une paire de ciseaux d'électriciens apportera une protection mécanique et électromagnétique. Attention à ne pas se blesser lors de la découpe !

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L'ensemble terminé:

 

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Et en exploitation, avec son radôme en polyéthylène (en fait un sac poubelle spécial gravats):

 

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Performances

Le facteur de bruit annoncé par le fabricant du MMIC est de 3,3 dB à 1000 MHz. On observera que ce niveau de performance modeste sera en fait très voisin de la performance nette: une longueur de câble coaxial semi-rigide limitée à 8 centimètre, pas de connecteurs de liaison, pas de filtre d'entrée explicite, bref, bien peu d'éléments dissipants et dégradant potentiellement le facteur de bruit du composant.

Le gain du composant est voisin de 20 dB à 1300 MHz, ce qui est tout à fait respectable, masque le facteur de bruit propre du démodulateur satellite et "booste" la réception.

Un mot enfin concernant le filtrage RF d'entrée. On ne distingue pas sur le schéma de filtre inter-digité ou autre dispositif filtrant en entrée du préamplificateur. Il faut cependant observer que l'antenne "express-pizza" est constituée d'un guide d'onde circulaire de 152 mm de diamètre dont la fréquence de coupure pour le 1er mode (TE11) est de 1150 MHz. Les signaux de fréquences inférieures ne peuvent se propager dans le guide et nous obtenons donc un affaiblissement significatif aux fréquences inférieures. Nous ne sommes pas équipé pour réaliser des mesures de ce type, mais la littérature laisse supposer plus de 30 dB d'affaiblissement à 430 MHz. Du reste, le trafic 145 MHz au moyen de l'antenne VHF proche ne permet pas de mettre en évidence une quelconque perturbation. Côté fréquences supérieures à 1300 MHz, la protection est bien sûr beaucoup plus modeste, mais les perturbateurs plus rares, sauf si on se trouve à proximité d'un puissant radar bande L ......

Conclusion

Compte tenu du peu de temps nécessaire pour réaliser ce montage et de son faible coût, il mérite d'être essayé dans tous les cas de réception non satisfaisante, ceci avant de mettre en oeuvre des solutions plus complexes.

 

Allumons nos fer à souder !

 

 

73 de Jean-François FOURCADIER, F4DAY

 

 

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