Essai de cadre LF apériodique

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f5wk
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Essai de cadre LF apériodique

Message par f5wk » 03 avril 2008, 15:36

Bonjour à tous,

Mon antenne de réception 137 kHz est un cadre monospire en tube de cuivre de diamètre 14 mm et de 2 mètres de côté. Ce cadre est accordé par une batterie de condensateurs commutables (156 nF pour 137700) et suivi d'un préampli symétrique à MOSFET, le tout logé dans un boîter plastique. Je peux accorder le cadre sur 500 kHz en déplaçant des petits dipswitches, ce qui m'oblige à sortir et à ouvrir la boîte du préampli pour faire la manip. Pas très pratique à la longue ...

J'ai donc envisagé d'utiliser la loop en large bande avec éventuellement une commutation pour conserver le mode accordé et son préampli pour le 137 kHz uniquement. Cela implique de construire un nouveau préampli et de placer le transfo d'adaptation qui va bien avec la loop.

Quel devrait être le gain du préampli pour obtenir des niveaux identiques sans l'accord ?
Le Q du cadre chargé par l'entrée haute impédance du préampli est de 256. Cela veut dire qu'à la résonnance le gain en tension est de 256.
Exprimé en décibels, ce gain vaut 20 * log 256 soit 48 dB, valeur conséquente pour un préampli, pour ne pas dire irréaliste.
Donc il faut augmenter le niveau de sortie de l'antenne en augmentant sa surface et son nombre de spires.

En attendant de pouvoir essayer un cadre 2 spires de 9 m² (soit 18 m² en tout) j'ai fait un essai rapide avec le cadre monospire cuivre actuel de 4 m² et un préampli basé sur celui de Dallas Lankford ( 2 x MRF581) de gain 16 dB (on est loin du compte) Les résultats sont décevants, nettement en retrait par rapport à une mini-whip sauf bizarrement sur une NDB locale légèrement plus forte avec le cadre. Dans le bas du spectre LF, c'est carrément la Bérésina. :(

Nicolas f4dtl n'avait pas obtenu non plus de bons résultats avec une boucle de 1 mètre de diamètre et le préampli de Dallas Lankford. Le préampli semble en cause, aussi je pense adapter aux LF celui de F6BKI/F1TE paru dans le dernier Radio-Ref.

73 Michel / f5wk

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Re: Essai de cadre LF apériodique

Message par f5wk » 03 avril 2008, 16:30

preamp_W7UIV.gif

Préampli simple et de bon goût ...
Avec deux cellules, le gain pourrait être de l'ordre de 36 dB, avec la possibilité d'intercaler un filtre passe-bas pour limiter l'intermod.

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Re: Essai de cadre LF apériodique

Message par f5wk » 08 avril 2008, 16:35

Bjr,

J'ai réalisé le préampli de W7IUV, et réduit un peu le courant dans le 2N5109 en passant R4 à 10 Ohms. Dans ces conditions le gain est de 18 dB, donc conforme. Le préampli est relié à mon cadre monospire de 2x2 mètres par un transformateur d'adaptation, 9 spires côté cadre et 26 spires côté préampli sur un tore 3F3.

Le niveau est inférieur de 4 à 5 dB par rapport à ma mini-whip sur MV 434 kHz, ce qui est satisfaisant compte tenu du gain un peu juste. En dessous de 100 kHz, le gain du préampli diminue, tout comme la sensibilité de la loop. MSF 60 kHz est à -10 db par rapport à la mini-whip.

En écoute de la bande 500 kHz, la réception est bien plus propre. On n'entend plus RTL sur 468 kHz et sur une britannique station G3UNT qui passait par là, le rapport signal/bruit était nettement meilleur pour le cadre. En écoute nocturne, les barres verticales dues aux décharges orageuses dont moins marquées avec le cadre si ce dernier n'est pas en direction des foyers orageux.

CadreLargeBande1.gif

CadreLargeBande2.gif


Les deux exemples sont sur 505 kHz, fréquences où le cadre fonctionne bien avec une sensibilité correcte. Sur 137 kHz il manque au moins 10 dB sur le niveau, Il est possible de les ajouter à condition de filtrer avant nouvelle amplification, ou de passer à un cadre de grandes dimensions une ou deux spires.

Michel / f5wk

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Re: Essai de cadre LF apériodique

Message par f5wk » 08 avril 2008, 23:39

f5wk a écrit : Sur 137 kHz il manque au moins 10 dB sur le niveau, Il est possible de les ajouter à condition de filtrer avant nouvelle amplification, ou de passer à un cadre de grandes dimensions une ou deux spires.


Un cadre carré de 2 m de côté et de conducteur de 14 mm de diamètre a une sensibilité de -59 db par rapport à un quart d'onde vertical d'après le programme RJELOOP3 http://www.smeter.net/software/rjeloop3.exe
Le même cadre réalisé avec un fil de 1 mm de diamètre voit sa sensibilité passer à -71 db :cry:
Pour revenir à -59 dB il faut un cadre de 5 m de côté et pour gagner 10 dB soit -49 dB il faudrait passer la dimension d'un côté à 11 mètres.

Pour utiliser un fil fin et rester dans des dimensions raisonnables, il faut augmenter le nombre de spires du cadre. On gagne 3 dB à chaque fois que le nombre de tours est doublé.
Soit un cadre de 3m bobiné avec du fil de 3 mm. Sa sensibilité est de -61 dB, il nous faut donc gagner 12 dB soit 16 spires pour un total de 192 mètres de fil . Bigre !

Finalement, c'est pas mal la mini-whip :mrgreen:

Michel / f5wk

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Re: Essai de cadre LF apériodique

Message par f5wk » 12 avril 2008, 18:57

Conclusion provisoire de mes essais de cadre LF apériodique (2x2 m 14mm) :

- Pour obtenir une bande passante plate il faut que le cadre travaille en courant, autrement dit il faut charger le cadre sur une impédance la plus faible possible. Mais comme tout se paye, le niveau de sortie est très faible et il faut compenser par un préampli "sérieux"

- Il est possible de placer le préampli dans le shack, le transfo d'adaptation restant quant à lui sur le cadre. Les pertes restent acceptables avec un cable coaxial 50 ohms et c'est tellement plus pratique pour les manips. Idéalement il faudrait une ligne bifilaire d'impédance de l'ordre de 100 ohms pour minimiser les pertes et annuler le mode commun.

- Pour les VLF, la miniwhip donne des résultats bien supérieurs au cadre et surtout beaucoup plus simplement.

- Si on accepte de ne pas descendre bas en fréquence, on peut charger le cadre sous une impédance de l'ordre de 50 ohms / 4 (transfo 2 fils en main) et le niveau dans ce cas est comparable à celui de la miniwhip avec un niveau de bruit inférieur. Plus on monte en fréquence et plus le cadre montre sa supériorité sur la miniwhip.

- Sur 137 kHz, la sensibilité est insuffisante. Il faudrait monter le gain du préampli d'au moins 10 dB ET filtrer pour atténuer les broadcasts un tantinet costauds.

- Sur 500 kHz, contrairement au 137 kHz, on n'a pas vraiment besoin d'aller chercher les signaux dans le bruit de fond. Le cadre apériodique donne de bons résultats, donc pas besoin de se compliquer la vie avec un système d'accord. J'ai fait un peu d'écoute des broadcasts en PO GO dans la configuration transfo 1:4 - ligne 50 ohms - préampli 18 dB - FT847, ben c'est pas mal du tout. Le préampli encaisse bien les niveaux élevés de certaines stations et on entend bien le bruit de bande sur 500 kHz. C'est encore mieux (surtout pour le RX) en intercalant un circuit accordé série (un simple LC) entre le préampli et le récepteur.

- J'ai remis le cadre dans sa configuration 137 d'origine, mais les essais ne sont terminés pour autant. J'aimerais expérimenter maintenant le cadre dans un mode passe-bande. Jim M0BMU a écrit un papier très intéressant sur ce sujet :
http://www.alan.melia.btinternet.co.uk/download/bploop.pdf

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Michel / f5wk

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