# Minimum à savoir

La station c’est l’endroit depuis lequel on émet.
Ça ne mange pas de pain de le préciser  🙂

Il y a 3 types de stations  :

  • Fixe
  • Mobile
  • Portable

Dans tous les cas il est nécessaire d’être doté d’un émetteur/récepteur (TX/RX), d’un microphone et d’une antenne (aérien). Pour que l’ensemble fonctionne on devra disposer d’une source d’alimentation électrique. Un poste mobile pourra indifféremment servir en mobile ou en fixe. Dans le premier cas la batterie du véhicule (auto, moto, péniche, ulm, parapente etc..) se chargera de cette tâche. Dans l’autre cas une alimentation stabilisée (13.8V) suffisamment puissante sera nécessaire pour assurer un fonctionnement correct selon la puissance d’émission du poste utilisé. Il faut préciser par ailleurs qu’un réducteur de tension est indispensable en « mille pattes » (poids lourds) afin de ramener la tension de 24V à 12V. De leur coté, les émetteurs fixes sont généralement prévus pour fonctionner sur secteur et ne nécessitent donc pas d’équipement supplémentaire.

Il n’y a pas de maillon essentiel, toute la chaîne, du poste émetteur à l’antenne doit être adaptée.

Mais on accordera à l’antenne une attention particulière. Son job est de rayonner l’énergie Haute Fréquence produite par le poste émetteur. C’est la mise en résonance. Les modèles d’antennes sont nombreux et se classent en deux catégories principales. Les antennes omnidirectionnelles qui rayonnent dans toutes les directions et les antennes directionnelles qui à l’inverse favorisent les signaux en provenance ou à destination d’une direction particulière. Ces dernières sont plus encombrantes et doivent être dotées d’un système motorisé (rotor) pour assurer leur rotation.

Les types de modulation.

Sur les équipements CB ils sont au nombre de trois. L‘AM, la FM, la BLU (CW, non autorisée par la réglementation actuelle). L’AM (modulation d’amplitude) est le mode le plus connu mais aussi le plus utilisé en mobile, il génère, hélas, un léger « souffle » à la réception. Ce mode de transmission est par ailleurs très sensible aux parasites électrique et peut-être générateur de pollution radio-électrique sur les TV, les récepteurs radio, les chaînes Hi-fi etc.. Non pas la cafetière ! 🙂

En fixe on peut préférer la FM (modulation de fréquence), moins sensible aux parasites et beaucoup moins « polluante » que l’AM, ce mode de transmission offre une qualité sonore remarquable. Mais une portée moindre. La BLU (Bande Latérale Unique) également appelée SSB (Single Side Band) dispose de caractéristiques proches de l’AM. En AM on génère une « porteuse » et on module l’amplitude du signal transmis. Celui-ci occupe la fréquence centrale sélectionnée mais aussi sur quelques kilohertz les portions inférieures et supérieures par rapport au canal choisi. Ex : Canal 19 (27.185 Mhz) le spectre de fréquence utilisé couvrira de 27.182 à 27.188 Mhz.

En BLU on utilise seulement la moitié du spectre nécessaire dans le mode précédent. La portion de fréquence concernée, bande inférieure (Lower Side Band) ou bande supérieure (Upper Side Band) n’est par ailleurs utilisée que lorsque l’on module. En effet contrairement au mode AM, il n’y a pas de « porteuse » en BLU. Comme en AM, cette porteuse représente les 2/3 de la consommation électrique, on dispose donc de trois fois plus de puissance en BLU à consommation égale.

Pour que cela fonctionne les deux opérateurs distants doivent utiliser le même mode (LSB ou USB) pour correspondre et il faut « jouer » du clarifier pour rendre le signal reçu compréhensible.

Ce dernier mode de transmission sera privilégié pour les liaisons longues distances. Le niveau de propagation ionosphérique et la qualité de l’antenne utilisée influeront directement sur l’importance des distances couvertes. Parfois plusieurs milliers de kilomètres 🙂 

Câblage et connexions

L’antenne est reliée à l’émetteur (TX) via un câble coaxial d’impédance 50 Ohms et  doit d’être de bonne qualité (diamètre 5, 6, 9, ou 11mm). Les connexions peuvent être vissés de type PL 259 (privilégier le système avec soudure pour éviter les faux contacts que l’on peut rencontrer avec les prises à sertir). Sachez que les connecteurs ont aussi leur caractéristiques, comme les câbles. En Cb ce n’est pas vraiment pris en considération, mais dans les fréquences plus élevées cela devient un paramètre critique. Les caractéristiques importantes concernant les câbles,  sont les suivantes :

  • Impédance (en ohm) 50 Ohm pour la cb
  • Vélocité (en % de la vitesse de la lumière C) Plus elle est haute, proche de 1 mieux c’est.
  • Atténuation (en db) Plus elle est faible mieux c’est.

L’idéal est un câble de 11 mm blindé (résistant pour l’extérieur) avec une vélocité de 0,92 ou plus, et une atténuation par mètre la plus faible possible. Il y a d’autres caractéristiques à prendre en compte mais pour la cb ce n’est pas vitale. Plus les caractéristiques du câble se rapproche de l’idéal plus le câble est coûteux. Personnellement j’ai 50 m de ligne en Aircell 5 mm. C’est un compromis, coût/performance. Ça fonctionne parfaitement car la longueur est relativement petite et donc l’atténuation en 27 Mhz est tout à fait acceptable.

L’accord d’antenne.

Avant de commencer à émettre, il est IMPÉRATIF de vérifier l’adaptation d’impédance de l’antenne utilisée sous peine de détruire rapidement l’étage de puissance (appelé aussi PA. Ce sont des transistors de puissance) du poste CB. En effet si l’antenne est mal réglée, une quantité importante d’énergie, puissance générée par les étages finaux de l’émetteur, n’est pas « rayonnée » dans les airs et retourne ou/et stationne sur le poste. En gros, les transistors de puissance atteignent puis dépassent leur limite de dissipation thermique. Ils chauffent et finissent par se détruire.

Il est donc vitale de vérifier le Taux d’Ondes Stationnaires de l’installation utilisée à l’aide d’un équipement prévu pour cet usage; le Tos-mètre. A savoir que certain poste émetteur ont un Tos-mètre intégré, il est donc inutile d’en acheter un. Il sont toutefois moins précis que leurs homologues externe.

TOS ou ROS ?

TOS : Taux d'Ondes Stationnaires 
ROS : Rapport d'Ondes Stationnaires

Le TX (ou émetteur ) envoie une certaine « quantité d’énergie » vers l’antenne. Quand cette antenne est mal accordée (elle n’a pas la bonne longueur), un pourcentage d’onde revient ou stationne dans le TX et fait chauffer les transistors de puissance jusqu’à la destruction. Les transistors « dégagent » ou se mettent en « sécurité » si le TX est équipé d’une protection.

On peut quantifier ces perturbations par le rapport d’onde stationnaire (ROS, ou SWR/VSWR pour Voltage Standing Wave Ratio) . Voici les équations qui expriment le TOS et ROS

V_i l’amplitude de l’onde incidente
V_r l’amplitude de l’onde réfléchie

Une autre formulation, ici il faudrait plutôt parler de ROS car nous n’obtenons pas un Taux mais un rapport, à cause de la division des termes 🙂 ) qui s’exprime donc comme un pourcentage % !

Pe: Puissance émise
Pr: Puissance réfléchie

La formulation simplifiée du TOS

V_i l’amplitude de l’onde incidente
V_r l’amplitude de l’onde réfléchie

Voir ici pour plus d’infos théoriques sur le sujet

Exemple : La puissance des ondes émises est de 4 watts et la puissance des ondes réfléchies est de 0,4 Watts ( soit 10% de retour d’ondes ) Le ROS sera de : 1,92 soit près de 2 de « TOS » (ROS)

Un ROS de « 2 » est limite acceptable avec des puissances d’émission modérées.  Mais inacceptable dès que l’on a des puissances de 50, 100 voire 1KW ou plus. On peut considérer qu’en dessous de 1,5 c’est très bien.  L’excellence reste le 1, ce qui signifie qu’il n’y a aucun retour d’onde. Mais impossible à atteindre dans la réalité.

Pour information:

– Un TOS de 1,5 fait perdre 4% de l’énergie HF.
– Un TOS de 2 fait perdre 11,11% de l’énergie HF.
– Un TOS de 2,5 fait perdre 18,40 de l’énergie

Exemple concernant la mesure du TOS avec une antenne magnétique.

Généralement, pour une installation sur un 4X4 l’expérience montre qu’une antenne 1/4 ou 1/2 onde placée au centre sur le capot métallique avant prés du pare-brise fonctionne très bien.  Prenez bien soin de relier les masses entre elles par du gros fil et n’oubliez pas le filtre antiparasite…Les conseils pour le TOS restent évidemment les mêmes.

TOS-METRE & MATCHER
Il existe globalement 3 sortes de Tos mètres :

  • A calibrage
  • Automatique
  • A lecture directe

A vous de choisir celui qui vous va !

Le Matcher se met entre le Tos-mètre et l’antenne.
Personnellement j’ai un Tos-mètre avec matcher intégré : Voir ci-dessous.

Je vous conseille vivement ce genre d’appareil.
Le matcher vous évitera de détruire votre poste émetteur. Un matcher peut être aussi utile en dehors des fréquences « normales » de l’antenne. Mais attention, le poste CB « verra » (artificiellement) une antenne de 50 ohms bien adaptée. Votre wattmètre indiquera bien la puissance de sortie maximale du TX, le TOS sera acceptable. Mais ne vous y trompez pas ! Le matcher « absorbe » une bonne partie de l’énergie, sans compter les pertes d’insertion de l’appareil dans la ligne. La puissance réelle rayonnée sera minimum. Parfois, tout juste de quoi émettre. C’est une réalité ! La radio ce n’est pas comme en électricité…Connecter un aérien ne signifie pas toujours qu’il est opérationnel. C’est une condition nécessaire mais pas suffisante pour émettre.


Lorsque il existe un doute sur la puissance de sortie  d’un TX, et/ou que l’antenne est vraiment désadaptée ou encore que l’installation pose problème, il peut y avoir des retours HF qui perturbent la lecture de la  puissance réelle. Afin de lever le doute, il est très utile de remplacer l’antenne par une charge. Celle-ci fait 50 Ohms et le TOS est obligatoirement de 1 car la charge est forcément adaptée. On a alors une lecture réelle de la puissance du TX …

Derniers conseils …

Les Tosmètre, charge de test, matcher, etc … doivent pouvoir supporter la puissance que délivre votre installation d’émission. (valable pour les antennes ) Les liaisons entre appareils doivent être de bonnes qualités. Les câbles, connecteurs, abîmés, rouillés, pliés, coupés doivent être remplacés. Les contacts toujours propres et sans humidité.

En résumé

  • Choisir un câble de qualité adapté à votre utilisation en faisant attention aux longueurs pour ne pas « désadapter » la ligne. Info ICI
  • Vérifier l’état de vos soudures sur la connectique et l’étanchéité en extérieur.
  • Vérifier l’adaptation avec le TOS Mètre.
  • Vérifier vos tensions d’alimentation et la polarité avant de mettre sous tension.
  • Fixer votre antenne le plus haut possible et dans un environnement dégagé.
  • Vérifier les fixations d’antenne (attention au vent, à la foudre et aux oiseaux…)
  • Attention aux câble EDF lors de l’installation de l’antenne (si vous voulez vivre…)
  • Attention 1KW rayonné par l’antenne est dangereux ne restez pas à coté en émission.
  • Vérifier la qualité de votre «terre» (demandez à un électricien)
  • Un toit n’est pas une terrasse ! Marcher avec prudence. Faites vous aider pour l’échelle

Bonus :

Pour calculer la longueur d’antenne CB il nous faut donc 2 composantes, v qui représente la vitesse de la lumière en m/s, et f qui est la fréquence utilisée en Hz.

Cette formule se présente sous la forme suivante: L=v/f, soit Longueur d’onde = Vitesse lumière divisée par la fréquence.

Exemple en 27.555 Mhz:

L = v / f  : 299 792 458 / 27 555 000 = 10,87 m
La longueur d’onde du 27.555 Mhz est donc de 10,87 m

Et si l’on divise ce résultat par 4, on obtient 2,7175 m, c’est à dire la longueur du quart d’onde.

Pour le calcul de la longueur de câble il y a un hic car il faut aussi prendre en compte la physique du câble et notamment sa « vélocité » c’est à dire la vitesse de propagation d’un signal électrique dans le câble. Ce coefficient est donné par le fabriquant et caractérise la la longueur « électrique »

Exemple en tenant compte d’une vélocité de 0,82 (Câble Aircell)

L = v . (vf) / f où v est la vitesse de la lumière et vf la vélocité  et f la fréquence soit : 299 792 458 x (0,82) / 27 555 000 = 8,92 m  (longueur d’onde pour 27.555 Mhz)Une différence de longueur proche d’ 1,95 m entre la longueur réel du câble et sa longueur électrique !!!

Vous pouvez télécharger un fichier excel pour calculer les lignes, trouvé sur l’ excellent site, http://www.f4fjp.fr/lignes.htm

 

IL FAUT DONC ÉVITER LES MULTIPLES ET SOUS MULTIPLES DE  8,92 m
SINON LE CÂBLE RISQUE DE RAYONNER AUSSI 🙁

 

Vidéo montage PL à souder.

 

Divers schémas de principe

  1. véhicule avec carrosserie métallique
  2. véhicule avec carrosserie en matériaux composites
  3. véhicule avec carrosserie métallique avec convertisseur 24/12 V
  4. station fixe

 

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