Construction et mise en place de l'antenne cadre.
La construction du rotor est décrite ici: Rotor d'antenne. et la mise au point de la commande avec retour visu ici: Gestion rotor..

Installation du sytème rotor/commande CV sur son mât dans le grenier, premiers essais à distance.

En espérant qu'il n'y ait pas trop de souris grignoteuses de fils, le grenier n'est pas accessible à mes deux chats qui aiment bien taquiner le mulot.

Essais concluants, j'étais un peu inquiet sur les pertes possibles dues aux 10m de câble mais les créneaux des optocoupleurs sont bien propres à l'arrivée sur le PIC. Le boitier de commande à trouvé sa place définitive dans la station. Je peux maintenant me concentrer sur la fabrication de l'antenne.

Au départ je pensais construire une antenne loop magnétique courante à une spire, mais cette antenne étant destinée uniquement à la réception j'ai décidé d'expérimenter une antenne cadre dans le genre de celles que nos anciens construisaient pour écouter les grandes ondes. Je vais l'optimiser pour mes fréquences de travail préférées en la taillant en d'1/4 d'onde, je trafique sur les bandes basses donc 1/4 d'onde=20m pour le 80m, ce qui donne 1/2 onde pour le 40m ce qui est encore mieux. Ces 20 mètres sont enroulés en 8 spires sur un diamètre de 815mm, valeur conditionnée par la porte d'entrée du grenier qui ne m'autorise pas plus.

Partant du principe que le couplage de deux selfs est au maximum quand elles sont concentriques je vais placer la boucle de couplage au centre en la fixant suivant le principe de la tenségrité.

Schéma de principe de l'antenne identique à celui des boucles magnétiques, un circuit oscillant accordé sur la fréquence de réception et une boucle de couplage pour la transmission du signal vers le récepteur. J'ai utilisé le même rapport que pour les boucles magnétiques courantes, self de couplage =1/5 grande self. La grande self mesurant 20m de long j'ai pris 4m en 5 spires pour la boucle de couplage.

Quelques calculs. La grande self du circuit oscillant mesure 816mm de diamètre, 8 spires sur 50mm de large, çà nous fait une valeur de 100µH, valeur un peu élevée même pour les bandes basses. Pour résonner sur la bande des 3.5Mhz il faut entre 18 et 21pf sur le CV, autant dire que l'accord va être pointu avec mon CV actuel de 560pf. C'est encore pire pour le 7Mhz il lui faut une valeur de 5pf, en dessus et en dessous on est hors bande. Bon, c'est de l'expérimentation, on n'est pas ici en émission et on se fiche royalement du ROS mais une antenne qui résonne sur la fréquence de réception c'est quand même mieux. Je vais faire les essais dans la configuration actuelle mais il n'est pas exclu de me pencher ensuite sur la construction d'un CV dédié d'une très petite plage de valeurs.

Je n'avais pas trop envie de faire une construction en bois pour une antenne disposée dans un vieux grenier, dans nos campagnes la vrillette fait rage et je ne voulais pas retrouver mon cadre plein de trous un jour ou l'autre. Il me reste quelques tuyaux PVC Ø32 de la rénovation de la maison qui feront l'affaire.
Usinage des peignes pour la grande self extérieure composant le circuit oscillant. J'ai obtenu des plaques de PVC planes en chauffant le tuyau au pistolet thermo et en les laissant refroidir sous presse.

Support assemblé.

Antenne terminée.

installée sur son rotor dans le grenier, elle ne craint que les toiles d'araignées.

Premiers essais et résultat moyen. L'antenne fonctionne correctement mais les performances sont similaires à celles de ma long-fil de 50m, j'espérais mieux. Le petit plus c'est qu'elle élimine pas mal de QRM de fond, donc pour l'instant je gagne en confort d'écoute. Je pense que le couplage entre la grande self et la petite centrale (1/5e) n'est pas suffisant, on n'est pas en émission et les signaux se mesurent en µv, cette petite self au milieu semble bien perdue. Pour remédier à cela je vois deux solutions, soit je la déplace pour venir tangenter la grande, soit je la transforme en une seule spire de la même dimension que la grande. La deuxième solution me parle plus. Je vais également transformer le grand enroulement externe de 8 spires (100µH) en deux enroulements 4 spires montés en // (25µH chacun) ce qui me donnera 12,5µH, valeur plus facile à accorder sur la plage de mon gros CV.
En cours...

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Bien plus tard...

Reprise du projet, je n'ai pas mis en pratique l'idée précédente de scinder ma self en deux plus petites, armé à présent d'un nanoVNA j'ai envie de m'amuser avec mon nouveau jouet et je vais rajouter des spires à la self pour faire quelques expériences, si çà ne fonctionne pas je pourrai toujours revenir à la configuration actuelle. Théoriquement en rajoutant des spires çà ne devrait pas marcher, je vais augmenter la valeur selfique et mon CV étant déjà de forte valeur çà va sérieusement baisser la fréquence de résonnance. Mais soyons fou on y va quand même, on m'a dit qu'un radioamateur c'est fait pour expérimenter alors j'expérimente.

Pour pouvoir rajouter des spires il a fallu augmenter la surface des peignes, encore la technique du PVC chauffé pour le mettre en forme et les perçages fastidieux effectués à la CNC. Ne sachant pas ou vont me conduire mes essais j'ai prévu large avec plusieurs rangées de trous. J'ai également remplacé la self concentrique qui ne me parlait pas par une seule spire parallèle à la grosse self du circuit oscillant, couplage plus serré qu'auparavant, meilleure transmission du signal. Théoriquement.

Rajout de spires, le fil est tiré d'un câble électrique type lampe de chevet en 0.75² que j'ai dédoublé, gros fil de câblage pour pas cher. A chaque rajout d'une spire je fais une mesure au nanoVNA et au bout d'un moment... BINGO !!! un beau creux de ROS sur 6990 Khz.

Pour moi qui émet en CW dans les environs de 7012 c'est le Graal. Oh joie!!! après avoir fait quelques loopings je reviens sur mon ouvrage. Je réduis l'excursion en fréquence pour affiner entre 6500 et 7200Khz, ce qui me donne un déplacement plus précis du marqueur, et re-BINGO !!!, l'antenne est taillée exactement sur 7011 Khz avec un ros de 1.31, que demander de plus ?

"La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi. Ici, nous avons réuni théorie et pratique : Rien ne fonctionne... et personne ne sait pourquoi !"
- Albert Einstein -

Heuuu Albert... !? mais dans mon cas c'est juste le contraire... théoriquement çà ne devrait pas marcher, la self et le CV ayant chacun une trop grosse valeur, mais çà fonctionne... et personne ne sait pourquoi !
D'ailleurs quand on regarde l'allure du tracé sur l'abaque de Smith on se dit que c'est un sacré coup de pot ;D, rien n'est bon dans ce tracé qui ne ressemble à rien sauf cette pointe qui vient faire une petite incursion dans le cercle de ROS constant inférieur à 2.0. Impédance de l'antenne à cette fréquence: 60.7 ohms, pas mal pour une antenne réception. Réglage très pointu, à peine on bouge le CV et le tracé change complètement.

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Encore bien plus tard...

J'avais un peu délaissé ce projet, non parce qu'il était bloqué mais parce que je désirais aller fouetter d'autres chats. Passion quand tu nous tiens... Et aussi le fait que d'avoir trouvé une fréquence de résonnance de cette manière tenait du gros coup de pot et çà ne me plaisait qu'à moitié, un gout amer dans la bouche, envie d'aller me pendre dans la gazinière, tout çà...

Ce qui a rallumé la flamme c'est la lecture du livre "Réception des HAUTES-FREQUENCES" de Joseph J.Carr, éditions Publitronic Elektor, j'y ai découvert une formule très intéressante sur le calcul des antennes cadres réception, mise au point par F.W. Grover du United States International Bureau of Standards (oui je cite mes sources):

avec:
A: longueur d'un coté en cm
B: largeur de la bobine en cm
N: nombre de spires de la bobine
les lettres K désignent les constantes suivantes:
K1 = 0.0080
K2 = 1.4142
K3 = 0.37942
K4 = 0.3330


Les essais nécessitant pas mal de calculs avec des valeurs différentes, plutôt que de refaire fastidieusement x fois la formule à la main avec toutes les erreurs de calcul que çà pourrait impliquer je l'ai rentrée une fois pour toutes dans mon tableur Open-Office.

Il en ressort que j'avais placé beaucoup trop de spires sur le cadre, pour obtenir la bonne valeur j'ai du réduire à 11 spires, 8 sur une nappe et 3 au-dessus et arriver à 22µH. Pour faire plus symétrique j'aurai pu faire 6 et 5 mais j'avais la flemme de tout démonter. Et l'antenne résonne maintenant sur 7012Khz aux 3/4 de la valeur du CV, une réussite donc. D'après la théorie et la formule de Thomson, avec le CV de 250pf je devrais pouvoir accorder sur 3.5, 7 et 10Mhz, mais çà c'est la théorie, en pratique le VNA ne me donne des pics que sur 7Mhz et 18Mhz, mystères de la radio et loi de Murphy. On verra bien en fonction derrière le RX mais dans l'absolu ce n'est pas très grave vu que je suis le plus souvent sur le 40m çà me convient bien, pour les autres bandes ou je ne vais qu'épisodiquement je continuerai d'utiliser la long-fil de 50m en réception.

Le cadre définitif équipé de ses 11 spires en 2 couches.

Mesure sur une plage de 6.8Mhz à 7.4Mhz, le miniVNA branché sur la boucle de couplage (coté rx). Résonance tip top sur 7012, l'effet recherché. Le ros est un peu moins bon que sur l'essai précédent mais on s'en fiche un peu en réception, par-contre le réglage est bien moins pointu, plus confortable à caler. Ca se voit bien d'ailleurs en comparant la forme des deux courbes sur pratiquement la même plage de mesures.

Voilà voilà...