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APPAREILS SPECIAUX
Quelques
appareils
peu connus sont décrits sur cette page
Slug tuner adaptateur
d'impédance
Ligne fendue pour mesure
retourn loss ou
tos ou
fréquence
Atténuateur à piston 100
db
Ondemètre à absorption 8à12 ghz
Phase shifter
SLUG
TUNER adapteur d'impédances :
Il s'agit d'une ligne coaxiale 50 OHMS, fendue sur sa longueur, dans laquelle coulisse, soit un, soit deux, "quart d'onde", elle n'est fendue que pour pouvoir déplacer les pièces en téflon. Pour des questions de contacts il vaut mieux réaliser ces pièces en téflon, en tenant compte du coef de vélocité. La longueur de la ligne elle même est sans grande importance mais doit tout de même être supérieure à la demi-onde dans la ligne, pour le 23 cm on prend habituellement 310 mm et pour le 13 cm , 180 mm de long. La longueur des pièces en téflon est la suivante : pour la bande 23 cm cela fait 40.6 mm de long, pour la bande 13 cm , 22.6 mm. (soyez précis au dixième). Pour rattraper des impédances dans une plage étroite , un seul coulisseau suffira mais pour des différences d'impédances plus importantes, il faut deux coulisseaux en téflon. Un seul permet de rattraper des impédances situées entre 25 et 100 ohms. Deux permettent de rattraper des impédances entre 12.5 et 200 ohms. Dans ce dernier cas, on constate de suite que nous pouvons connecter simplement 4 antennes de 50 ohms en // ce qui nous donne 12.5 ohms de résultante que l'on pourra, sans problème, ramener à 50 ohms en faisant coulisser les pièces de téflon. C'est d'une efficacité surprenante et l'on peut facilement arriver à des "retourn loss" de 30 dB à 40 dB, c-à-d 1.06 à 1.02 de SWR.Les deux pièces en téflon doivent êtreen contact, d'une part avec le conducteur interne et d'autre part avec le conducteur externe, tout en conservant un coulissement "doux"et sont donc à usiner avec la plus grande précision possible. Cet appareil permet de régler la phase et la magnitude. Pour l'anecdote, lors de mes premiers essais, j'ai pu faire briller normalement une simple ampoule de 1 W à filament torsadé en guise de charge avec 1W à l'entrée sur 2.3 ghz. Inutile de préciser qu'à cette fréquence l'impédance de l'ampoule était loin de 50 ohms et la confirmation est apparue de suite en mesurant la puissance en couplage direct, directement avant cette très mauvaise charge. Ne perdons pas de vue que ce système n'est pas large bande. Pour ma part, deux doubles "slug tuner " sont en service à la station, l'un sur un groupement de 4 x23 sur 1250 mhz et l'autre sur un groupement de 4 x 44 éléments loop sur 2.3ghz. (voir " antennes ")
1280 MHz
réalisé
Ligne
fendue (mesure du SWR)
Personnellement
je pense que cette méthode est l'une des meilleures,
surtout sur
des fréquences trés élevées, la ligne de
transmission étant trés peu influencée par le
petit picot trés fin.(0.2-0.3 mm de diamètre, et
trés rigide)
Le principe est toujours le même,ligne coax 50 ohms fendue. A l'intérieur de celle ci, à travers la fente, nous faisons à présent coulisser un détecteur pour pouvoir effectuer les mesures. La ligne est raccordée d'un côté sur une source 2.3 ghz, par exemple, l'autre côté est chargé avec par ex, une antenne à tester. Le détecteur est raccordé sur un voltmètre. A présent, nous faisons coulisser ce détecteur sur toute la longueur de la ligne. Si nous constatons des variations de tension lors du déplacement du détecteur, cela signifie DÉSADAPTATION. Il faut à présent régler l'antenne afin d'obtenir un MINIMUM de variation de tension lors du déplacement du détecteur. Lorsque l'antenne est correctement adaptée, cette variation de tension est très faible. Le calcul du SWR est simple : SWR =U max / U mini. Exemple : U max=3.00 v et U mini=2.83 v SWR = 1.06. Contrairement au "slug tuner" cette mesure peut s'effectuer à n'importe quelle fréquence. Sur 144 mhz par ex, cela devient tout de même impossible car il faudrait réaliser une ligne fendue d'au moins un mètre de long. Nous allons donc réserver ce genre de mesure pour des fréquences de l'ordre du ghz et +
Voici quelques lignes réalisées. En haut et en bas elles sont de section carrée, aluminium (à déconseiller by cause mauvais contacts) et ronde au milieu. La ronde est fixée avec deux équerres laiton pour faciliter le glissement du chariot détecteur et donner une assise à celui-ci. Le diamètre interieur de la ligne fendue ronde est de 18 mm et le diamètre du conducteur central interne est de 8 mm ce qui donne une impédance de 48.6 ohm. Les 4 pièces en laiton sur la ligne du bas sont simplement des quarts d'onde, 2 pour la bande 1200 mhz + 2 pour le 2300. Elles ont la même attribution que les pièces en téflon décrites plus haut. Ces pièces de section rectangulaire à l'intérieur de la ligne sont distantes de 1 mm du conducteur central (ne le touchent pas). En faisant coulisser ces pièces on obtient le même résultat qu'avec les pièces téflon mais le contact de masse n'étant pas bon(alu-cuivre), il vaudrait mieux partir avec une ligne principale de section carrée en laiton. J'ai construit cette ligne car on peut facilement changer les quarts d'onde (qui plongent simplement dans la ligne )et donc s'en servir sur d'autres fréquences. Ces pièces doivent ètre en contact permanent avec le tube carré fendu. Sur l'image au dessus on peut voir la sonde de détection avec son picot fin qui plongera dans la ligne de section ronde. La diode et le by-pass sont à l'intérieur.
Lignes réalisées à partir d'un élément d'ancien lecteur de disquette
ligne fendue , mesure de
fréquence
Professionelle
Pour
des
mesures de fréquences, le même appareil est
utilisé. D'un côté la
ligne est raccordée à une source, de l'autre
côté la ligne reste OUVERTE. En faisant coulisser le détecteur
le
long de la ligne, nous allons cette fois ci, découvrir
des
variations de tension TRES GRANDES
( swr max). Repérons
l'emplacement d'un minimum le long de la ligne et
continuons le
déplacement jusqu'au minimum suivant. Repérons ce nouvel
endroit. La distance
qui
sépare ces 2 minimums représente
très
précisément la longueur de la demi -onde et
le calcul de la fréquence devient simple. Pour diminuer
l'erreur, il est souhaitable de mesurer plusieurs
minimums
le long de la ligne et de faire une moyenne. A
titre d'exemple,
à 10
ghz l'erreur est de l'ordre de quelques mhz seulement.
Il va de soi que
nous pouvons également faire la mesure sur des maximums
mais
ceux- ci sont
moins prononcés.
Pour
la
fabrication d'une telle ligne, il serait
souhaitable d'avoir
l'outillage adéquat. On peut tout de même contourner le
problème en réalisant une ligne fendue de section
carrée sur laquelle il est plus aisé de fabriquer soi
même un détecteur coulissant.J 'en ai
réalisé plusieurs et le seul problème que j'ai
rencontré était d'avoir un contact parfait entre la
pièce coulissante et la ligne elle-même. La photo
au-dessus représente bien entendu une version pro. et on
aperçoit très bien le réglet et
le comparateur pour la mesure des dites distances. Sous
le bouton
central du haut se trouve encore une cavité accordable
pour
perfectionner le système.
Le bouton du bas permet de faire coulisser le chariot de
détection.
Exemple :
la distance mesurée entre deux "minima" est de 65.07 mm
65.07 x 2
=130.14 mm pour l'onde entière.QRG =300000:130.14 =2305.2 MHZ
Atténuateur
à
piston 100 db
Description
:
un atténuateur à piston est simplement un "coupleur
"dont on fait varier le couplage. Il est constitué d'une ligne
principale
dont l'input se trouve d'un côté et l'output de l'autre
côté chargé sur 50 ohms. A cette ligne principale est
couplée
perpendiculairement une ligne secondaire 50 ohms dont on
fait varier
l'espacement par rapport à la ligne principale. La
variation d'atténuation est LINÉAIRE. Explication : La ligne secondaire
est
espacée par exemple de 3 mm de la ligne
principale et on mesure une atténuation de
10 dB du signal
principal. Si 5mmplus loin on
mesure une atténuation de 20 dB on
va mesurer une atténuation de 10 dB
supplémentaire tous les 5
mm ce qui
signifie que la
graduation d'atténuation peut se faire simplement avec
un
réglet. Il va de soi que cette graduation peut dans ce
cas aller
jusqu'à 100 dB et même au delà si la
réalisation mécanique est soignée.
Commentaire
sur
les images :au dessus à gauche, on peut observer la
partie
coulissante constituée du coax ut 141 dont
l'extrémité va sur la SMA de sortie. Le guide en
laiton fendu, doté d'un circlips pour assurer un bon
contact de
masse, provient d'une prise de courant
industrielle 63 A.
La partie mâle de cette pièce est percée en
son centre pour permettre le passage du coax
semi-rigide. Sur l'image
de droite on peut voir les deux SMA,
l'une sert d'entrée du signal, l'autre est prévue pour
recevoir la charge
50 ohms. On aurait pu économiser cette deuxième SMA en
plaçant une résistance
CMS à l'intérieur du petit boîtier. La grosse vis
à filetage fin montée
sur le petit boîtier sert à compenser la rupture
d'impédance au niveau
de la ligne de 50 ohms. L'image ci dessus montre la
réalisation
finale.
Pour la man½uvre j'ai utilisé une vis m6 sur laquelle
est
fixé le bouton
de réglage. Pour une plus grande précision lors de
l'utilisation, il serait
souhaitable d'utiliser une vis à filetage plus fin bien
que sur
la réalisation
on arrive à environ 5
dB
par tour de bouton.
Cet
atténuateur me sert lorsque je fais des mesures
sur des
pré-amplis par ex. La partie délicate à
réaliser
est bien sûr de placer la CMS en bout de coax ut141,
celui - ci
devant
coulisser dans le guide sans détériorer la
résistance. Il faut prendre
une CMS de toute petite taille. Sur l'image du bas il
manque une
butée
pour éviter d'écraser la résistance CMS lors de
mesures en atténuations
faibles. Il est utile de rajouter le détail suivant : il
est
pratiquement
impossible de
descendre en dessous
de
10 dB d'atténuation
au
départ, la ligne
coulissante étant déjà très près de
la ligne principale avec 10 dB d'atténuation(0.5
mm)
ONDEMETRE A ABSORPTION 8 A 12
GHZ
Cet
appareil
est très utile pour s'assurer de la bonne
fréquence d'un signal. Il fonctionne sur le principe
suivant :
une cavité accordable en fréquence est couplée très faiblement à un guide d'onde sur lequel sont
positionnées deux prises SMA aux deux extrémités.
L'une pour injecter un signal l'autre pour raccorder un
détecteur. La mesure est très simple. En faisant varier
l'accord de la cavité par la vis micrométrique on va
observer un creux très franc et très prononcé
à la sortie du détecteur lors du passage
sur la fréquence d'accord .Le principe est le même dans
le
"grip dip"
beaucoup plus connu. La réalisation est tout de même
délicate et demande
beaucoup de précision surtout au niveau du contact
frottant.
La
cavité
fait 22 mm de diamètre sur une hauteur de 40 mm
lorsque le piston est en position haute. Le guide d'onde
utilisé
est un 10 ghz, 22.5x10 mm intérieur.
PHASE
SHIFTER
De
quoi s'agit - il ???
Un "phase shifter " est simplement
un appareil permettant de régler la phase d'un signal le
long
d'une ligne
de transmission ou plus communément dans un étage
quelconque..
Le therme " phase " n'étant pas aussi facilement assimilé
que le therme " volts ", il va falloir donner des
explications
complémentaires.
La phase d'un signal est constituée d'une demi-période
positive, suivie d'une demi-période négative , les deux
demies- périodes formant ensemble la sinusoïde
complète. Nous parlons donc exclusivement de signaux
alternatifs. Sur le croquis ci dessous l'on
s'aperçoit que
les signaux dits " déphasés " ne passent pas au
même instant par un maximum ou par un minimum. Il sont
donc
considérés déplacés dans le temps.
Un " phase shifter " permet donc le déplacement d'un
signal en rallongeant ou en raccourcissant simplement la
ligne coaxiale
alimentant une antenne par exemple. En dessous du croquis
l'on peut
voir comment est fabriqué un tel appareil. Il en existe
également qui sont dits " electroniques " c.a.d. sans
aucune
partie mécanique déplaçable.
Une autre vue ci dessous . A l'origine la
commande était prévue avec un moteur pas à pas que
je n'ai pas réussi à faire fonctionner ,alors j'ai
simplement rajouté une commande manuelle ...à noter cet
appareil est constitué de 2 "shifters en série .