Atténuateur à offset pour la chasse au renard en VHF.
Par F1IEY - Jean-Luc
Bien entendu il ne s'agit pas de faire du mal à un animal mais de trouver un petit émetteur VHF (appelé "le renard") caché dans la nature.
Les systèmes les plus souvent utilisés posent souvent problème lorsqu'on arrive à quelques centaines de mètre du renard :
1 -Un récepteur muni d’une antenne directive et d’un atténuateur.
Problème: il ne sera pas possible de garder la directivité de l'antenne jusqu'au bout, les signaux entreront directement dans le RX qui sera saturé. Il faudra dans ce cas utiliser un second équipement pour les derniers mètres.
2 -Un système TDOA (Time Difference Of Arrival).
3 -Un système HOMING (qui fonctionne en AM).
Problème: Ces systèmes sont performants mais donnent un axe et non pas une direction. La direction devra être déterminée en faisant plusieurs relevés et une triangulation.
Le système qui va être expliqué se compose d'un simple récepteur FM et d'un atténuateur à offset. Il est très simple à construire et a été testé avec un Quansheng.
Atténuateur
à Offset 4 MHz pour Chasse au Renard (Bande 144 MHz)
Présentation
technique – Synthèse de fonctionnement
Par F1IEY – F8KLY – Lyon
Le principe ne date pas d'hier, il a même existé dans le commerce.
L'article qui va suivre à pour objectif d'expliquer le rôle et les avantages de ce type d'atténuateur et de présenter une réalisation très simple et économique.
1. Objectif du montage
- Décaler
la fréquence reçue de +4 MHz pour permettre l’approche finale d’une balise
(renard) en bande 144 MHz sans saturation du récepteur.
- Conserver
la directivité de l’antenne jusqu’à proximité immédiate de la balise.
2. Problème rencontré en chasse au renard
À proximité de la balise :
- Signal
extrêmement fort
- Saturation
du premier étage du récepteur
- AGC
inefficace
- Perte
de directivité
- Difficulté
à localiser précisément la balise
3. Principe général du montage
Le circuit fonctionne comme :
Un mélangeur RF simple avec oscillateur local (LO)
Il utilise :
- Un
oscillateur à quartz 4 MHz
- Une
diode comme élément non linéaire (mélangeur).
Dans la diode le signal reçu à 144 MHz se mélange avec celui
de l’oscillateur 4 MHz, ce qui produit :
- 144
+ 4 = 148 MHz
- 144
− 4 = 140 MHz
Le récepteur est réglé sur 148 MHz (ou 140 MHz selon choix).
Un interrupteur à double contact permet de shunter
l’atténuateur lorsqu’il est éteint et que l’on souhaite travailler sur la
fréquence directe de la balise (Ex : balise loin du point de départ).
Un potentiomètre permet de régler le niveau de l’OL à 4MHz,
donc l’amplitude des produits de mélange.
4. Description des blocs fonctionnels
A. Oscillateur local 4 MHz
- Piloté
par un quartz 4 MHz → stabilité en fréquence.
- Transistor
JFET en oscillateur type Pierce (ultra simple).
- Production
d’un signal sinusoïdal stable.
Rôle : fournir la fréquence de transposition.
B. Potentiomètre 1 kΩ (élément clé)
Il règle :
- L’amplitude
du signal 4 MHz qui va être injecter dans le mélangeur
Conséquence :
- Ajustement
du taux de conversion
- Réglage
progressif de l’atténuation apparente
C’est lui qui transforme le montage en atténuateur réglable.
C. Couplage RF
- Condensateurs
de liaison (180 pF)
- Passage
efficace du 144 MHz
- Isolation
des étages
D. Mélangeur à diode
La diode est un composant non linéaire.
Elle génère :
- Fréquence
d’origine (144 MHz)
- Fréquence
LO (4 MHz)
- Produits
somme et différence
- Harmoniques
secondaires
Le récepteur exploite uniquement la fréquence transposée, il
faudra donc le caler sur la fréquence de la balise + (ou-) 4 MHz,
exemple : La balise émet sur 144.500, le RX sera calé sur 148.500 ou
140.500 au choix.
5. Pourquoi cela préserve la directivité ?
Sans offset :
- Le
144 MHz arrive directement au récepteur
- Saturation
de l’étage d’entrée, le S-mètre dévie à fond !
- Même
si on utilise un atténuateur résistif il faudra une atténuation très
importante, le signal de la balise rentrera alors directement dans le
récepteur (par le boîtier, les câbles …) qui sera saturé, la directivité
de l’antenne sera perdue.
Avec offset :
- Le
signal est transposé
- Le
récepteur ne sera pas saturé par le signal de la balise car il écoute la
fréquence transposée.
- La
directivité de l’antenne est conservée
On obtient une atténuation progressive contrôlée par le
potentiomètre.
6. Avantages du système
- Simplicité
de réalisation
- Peu
de composants
- Faible
consommation (une pile de 9v fera plusieurs chasses au renard)
- Réglage
continu et progressif de l’atténuation
- Très
efficace pour l’approche finale d’une balise
- L’utilisation
avec une Yagi 3 éléments ou bien une HB9CV permettra d’avoir la direction
de la balise dès le départ, le rapport avant / arrière de ce type
d’antenne est largement suffisant.
7. Cas d’une balise très puissante (ou QRM gratuit généré
par une station puissante).
Dans le cas d’une recherche d’un émetteur puissant il peut
être intéressant de faire précéder l’atténuateur à offset par un atténuateur
résistif amovible de 20 ou 30dB. Cela augmente considérablement la plage de mesure.
- Très
facile à réaliser (simplement 3 résistances), des 1/4W suffisent.
- Simple
à calculer et des applications existent, exemple :
https://www.electronique-radioamateur.fr/general/telechargement.php
Remplacer
les valeurs calculées par les valeurs standard, exemple pour 30d B :
R1=R3=56 Ohms, R2=820 Ohms.
- Le boîter de l’atténuateur sera obligatoirement blindé.
8. Conclusion
- Le
même équipement sera utilisé pour travailler à distance et à proximité de
la balise.
- Pas
besoin de faire une triangulation au départ, le rapport avant / arrière de
l’antenne suffit à lever le doute sur la direction de la balise
(contrairement au système TDOA qui donne seulement un sens).
- Le
gain de l’antenne Yagi sera profitable si le point de départ est éloigné
de la balise ou si celle-ci est très faible.
- A
peu près n’importe quel récepteur fera l’affaire à condition qu’il ait un
s-mètre et qu’il puisse fonctionner à 148 MHz. Le fameux Quansheng
fonctionne parfaitement.
Ce qui existe:
Source: F1GJI (2017) et adapté par Adrassec69
https://www.adrasec69.fr/spip.php?article79
Source: Article de: Joe Moell KØOV
http://www.homingin.com/joek0ov/offatten.html
Le principe est toujours le même, un oscillateur, un potentiomètre et une diode mélangeuse.
Dans les deux schéma ci-dessus, l'atténuateur est toujours en fonction et même avec le réglage à zéro il y une atténuation résiduelle qui peut poser problème si la balise est loin ou de faible puissance.
La version projet F8KLY:
Elle est basée sur l'oscillateur Pierce qui est très simple à construire et qui donne des signaux "plus propre" qu'un oscillateur TTL.
Une commutation a été prévue pour shunter l'atténuateur et pouvoir travailler avec le RX directement sur la fréquence de la balise afin de préserver la sensibilité.
Une régulation de la tension d'alimentation a été prévue pour ne pas dégrader la stabilité de l'oscillateur en fonction de l'usure de la pile.
REALISATION
1. Perçage du boîtier
- Commencer
par percer les 2 trous Ø9mm pour les connecteurs BNC et le trou Ø7mm pour
le commutateur. Installer les éléments.
2. Fixer le clip de la pile de 9V et percer un trou de
Ø3mm pour le passage des fils d’alimentation.
(Protéger le passage avec une gaine thermo comme ci-dessous)
.
3. Percer un trou de Ø3mm en dessous du commutateur, pour
la LED.
4. Câblage du mélangeur.
Préparer les composants comme sur les photos ci-dessous.
Attention au sens de la diode
Câbler
cet assemblage entre les deux BNC comme sur la photo ci-dessous.
Ajouter la self (VK-200) entre la masse et la cathode de
la diode (la cathode est repérée par un anneau de couleur noir).
B. Préparation du circuit imprimé.
Il comporte seulement 10 composants. Bien faire attention à
ne pas oublier une soudure sur le plan de masse. Attention au sens de la
diode Zener.
5. Précâbler le circuit imprimé.
Pour une réalisation en série, respecter le code de couleur des fils. Cela permettra de dépanner plus facilement.
Torsader
le fil bicolor avec le fil violet sur environ 10 à 15mm.
6. Installer le circuit imprimé précablé avec 2
entretoises et raccorder les fils conformément à la photo ci-dessous.
·
La résistance de 1K8 en série avec la LED et
le +9V ne se trouve pas sur le circuit imprimé.
Le montage ne comporte aucun
réglage, il doit fonctionner dès la dernière soudure achevée.
Bonne réalisation.
Nous espérons vous retrouver
nombreux à la prochaine chasse au renard 😊
