Antenne réceptrice large bande active pour votre SDR (par Sylvain 14ZGC89 du 77)

Les antennes O sont généralement considérées comme l’un des éléments les plus importants de la transmission / réception sans fil de signaux électriques. Leurs paramètres physiques déterminent des propriétés telles que le gain, la directivité, la largeur de bande, etc. Pour une utilisation en tant que récepteur SDR / scanner, nous rechercherons une antenne appropriée pour recevoir une large gamme de fréquences avec les dimensions les plus petites possibles. Nous évitons probablement les antennes directives et nous allons nous concentrer sur les types qui permettent une réception sous tous les angles – “omnidirectionnelle”. L’antenne ARA-2000 de Dressler est tout aussi intéressante.

Il s’agit d’une antenne couvrant une bande de fréquences exceptionnellement large, comprise entre 50 et 2 000 MHz, mais elle n’est destinée qu’à la réception d’un signal. Il se compose d’un récepteur et d’un préamplificateur intégré (LNA). Le corps de l’antenne a une forme de tube de 405 mm de long et 80 mm de diamètre.

La description de l’ARA-2000  et la LNA peut être trouvée sur un site web https://apollo.open-resource.org/mission:log:2012:08:02:active-wideband-receiver-antenna-for-sdr.

Ce site a été mon modèle pour la construction de mon propre clone ARA-2000. En raison du manque de matériaux de construction appropriés, j’ai été obligé de faire un compromis. Cela concerne en particulier l’emplacement de l’antenne dans un tube approprié. Les dimensions de mon antenne sont 560 x 90 mm. Malheureusement, je n’ai pas eu d’autre choix que d’acheter un tuyau d’évacuation en polypropylène d’un diamètre intérieur de 70 mm (couramment disponible dans les installations de plomberie et avec des bouchons tels que DN 75 × 1,9 / 500 avec une longueur de cou de 500 mm + 60 mm); la longueur de l’élément d’antenne enroulé est d’environ 530 mm dans ce diamètre de tube. Dans la suite de la description, j’indiquerai les dimensions de mon clone spécifique.

Composants d’antenne

Élément d’antenne

 L’élément récepteur de toute l’antenne a une forme approximativement triangulaire . Il est découpé dans une feuille de cuivre d’une taille minimale de 650 x 140 mm et d’une épaisseur de 0,2 mm. Cependant, la résistance du matériau n’est pas critique. Le film peut être acheté sur eBay ou vous pouvez demander une coupure dans les circuits imprimés.

La coupure de cuivre est fixée sur un film plastique de 400 x 500 mm (ARA-2000 d’origine: 405 x 405 mm). Là encore, il est possible de demander à l’usine de circuits imprimés s’il lui reste un morceau de film approprié après son exposition (utilisé pour l’éclairage de l’original). Si la feuille de cuivre semble être coincée de travers, c’est vrai. Lorsque le tube est correctement placé, les parties de la feuille de cuivre se chevauchent en raison du faible diamètre du tube.

Tube d’antenne

 Comme je l’ai dit, le tube est un tuyau d’évacuation en polypropylène DN 75 × 1,9 / 500 avec un col. Si nous voulons économiser sur la production de couvertures appropriées, nous allons en acheter des prêtes à l’emploi, que nous ajusterons par la suite à nos besoins.

Connecteur haute fréquence

 L’antenne ne servant que pour la réception du signal, il est donc conseillé d’utiliser un chargeur d’impédance de 75 Ω avec une atténuation inférieure de 50 Ω. Dans mon cas, je vais construire un LNA pour 50 Ω et utiliser un connecteur d’antenne de type N. Il a l’avantage d’être l’un des rares à être étanche. Nous ne prévoyons pas que l’humidité de l’air augmente avec le temps avec le câble coaxial.

Le connecteur est également très robuste.

Amplificateur à faible bruit (achat possible sur le web de différents modèles)

 L’amplificateur à faible bruit (LNA) est situé dans l’ébauche du tube inférieur. C’est ce qui fait de l’antenne une antenne ordinaire active. Son utilisation est nécessaire car le gain de l’élément d’antenne est négatif. La carte de circuit imprimé (PCB) a une forme ronde. Un élément d’antenne et un connecteur RF N (femelle) sont directement connectés au circuit imprimé. Le circuit amplificateur intégré est alimenté par un câble coaxial, via une polarisation (t), avec une tension de ± 5 – 16 V. Le circuit intégré est le mini-circuit PSA4-5043 +. Il n’y a pas d’adaptation d’impédance entre l’élément d’antenne et le LNA. L’impédance de l’antenne ne m’est pas connue. Dans certains cas, le LNA ARA-2000 d’origine est conçu pour 75 Ω, dans d’autres pour 50 Ω.

Si nous voulons protéger le LNA contre l’électricité statique, nous introduisons une paire de diodes Schottky dans l’entrée (voir le diagramme – D1; par exemple, BAS70-04, BAV99W ou d’autres avec une capacité minimale et des tensions inverses plus élevées). Au lieu de la résistance R1, qui sert à déduire un potentiel plus élevé, nous pouvons utiliser le GDT (Gas Discharge Tube, par exemple le SE140 de Littelfuse). Nous sélectionnons le condensateur C2 avec la tension la plus élevée possible, même au prix de la dégradation de l’ESR.

Cliquez pour agrandir . Schéma LNA
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Assemblage d’antenne

 L’élément d’antenne attaché au film plastique est acheminé dans un rouleau d’un diamètre tel qu’il peut être facilement inséré dans le tube préparé.À certains endroits, nous le collons. En effet, il est plus facile pour nous de brancher notre propre élément d’antenne ainsi que les fiches avec un LNA connecté.

Nous attachons une bande de 5 mm de large à l’antenne en cuivre. Il n’a pas une impédance de 50 Ω, mais au moins nous ne le gérons pas.

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Nous connectons soigneusement et branchons la fiche LNA dans le tube.

Conclusion

L’antenne large bande active ainsi construite peut être utilisée pour recevoir à la fois la radio FM, la DVB-T, l’ADS-B et tous les autres services dans la bande de fréquences de 50 MHz à 2 GHz. Il convient de prendre en compte qu’il ne peut pas être utilisé pour la diffusion .

Lors de la fixation à des mâts extérieurs, nous utilisons uniquement des matériaux non ferromagnétiques non conducteurs sur toute la longueur de l’antenne. Nous évitons les emplacements proches d’autres antennes d’émission (GSM, LTE), car une saturation de l’entrée LNA risque de se produire. Le matériau du tube utilisé n’est pas très résistant aux UV. Si nous mettons l’antenne à l’extérieur, nous appliquons un revêtement approprié pour assurer cette protection. Cependant, il ne doit pas contenir de particules empêchant la transmission de signaux électromagnétiques (en particulier de métaux). Le moyen le plus simple de tester cette propriété consiste à insérer un objet sec dans le four à micro-ondes. Si après environ une minute de chauffage ou de fusion, il absorbe le rayonnement micro-ondes et ne convient pas à notre objectif.

Bon Bricolage….

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Sylvain (14ZGC89 du 77)

A propos de Sylvain (14ZGC89 du 77)

Sylvain de Souppes sur Loing. Seine et Marne (77). JN18IE. Pompier et cibiste des années 80. De retour sur la QRG en région sud Paris. Station fixe TX RX kenwood TS 570 DG, récepteur Kenwood R5000, TX RX 2M Kenwood 7730, etc... Antennes, Sirio Master Gain, antenne ITA Intercontinental, une directive Lemm 3 éléments et une antenne Topfkreis (VHF).

5 commentaires à propos de “Antenne réceptrice large bande active pour votre SDR (par Sylvain 14ZGC89 du 77)”

  1. article intéressant,
    mais pour ma part concernant un petit projet future, cela ne me fait pas avancée le schimili …. blic,
    surtout pour la bande 11m “27MHz”.

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