appareils spéciaux

 

 

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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 ")

 

 appslug1

                                                                                                                                                                 

appslug2  


appslug3
 
1280 MHz réalisé
23cm

 

 

 

                                                  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 +

                                                                                            appsonde            

      appligne

 

          apptos3x

           

 

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.

                      

ligne1

Lignes réalisées à partir d'un élément d'ancien lecteur de disquette 

ligne2  


ligne3  

 

  ligne fendue , mesure de fréquence 
Professionelle

  applipro

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

appondes

 

 

     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 ohmsA 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.

 appatte1

atte2  

appatte3

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.

 app10ghz1  app10ghz2

                          

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.

shift

 

interieur



 

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