Atténuateur à offset pour la chasse au renard en VHF.
Par F1IEY - Jean-Luc
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).
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.
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-dessous, 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)
4. Câblage du mélangeur.
Préparer les composants comme sur les photos 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.
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 😊
