mercredi 31 mai 2017

ETUDES des ANTENNES 121,375-137,950-403-406 et 434 MHz

Etudes des ANTENNES
121.375, 137.950, 403, 406, 434.300,

Ce travail consiste à définir une antenne à partir du logiciel MMANA, dans l’objectif de pouvoir la comparer avec d’autres, de l’améliorer ou de la construire. Les dimensions de départ peuvent être celles d’une antenne existante.
Les étapes sont à chaque étude :

--- donner les dimensions des éléments, réflecteur, radiateurs et directeurs. Y compris le diamètre des brins, la forme du radiateur, dipôle ou trombone, l’impédance du coaxial.
--- lancer les calculs, et vérifier les caractéristiques principales, gain, rapport AV/AR, ROS, angle d’ouverture.
--- optimiser les calculs, pour améliorer les caractéristiques de l’antenne.
--- examiner les lobes dans les plans H et V

ANTENNES pour la récupération des radiosondes ou des balises aviation :
Ce genre d’antenne doit satisfaire aux critères suivants :
légèreté, maniabilité (manche), angle d’ouverture, très bon rapport avant/arrière et réception atténuée sur présentation des pointes.

Méthode d’utilisation d’une antenne :
--- dégrossir le repérage avec un 360° (rotation de l’antenne sur un tour complet), le récepteur étant dans la main. Se dégager des obstacles le plus possible, arbres, bâtiments, lignes électriques, creux du terrain, lisière de bois ou forêt, véhicules…
La direction de la source est trouvée à partir du rapport AV/AR. Recommencer éventuellement, pour lever le doute.
Au besoin, atténuer le signal en entrée du récepteur, car une saturation ne permet pas de mettre en évidence une direction.
Prendre un repère visuel, assez lointain mais pas trop éloigné, puisqu’on est susceptible de s’y rendre. Une étoile, ou la Lune ne sont
pas des bons repères…
--- affiner le repérage de la direction, à partir du lobe principal de l’antenne. Il est intéressant de connaître la forme du lobe, son angle d’ouverture et les lobes secondaires. En examinant, les documents de l’étude, et en pratiquant beaucoup de repérages sur tous les terrains.
La direction de la source étant dégrossie, et repérée visuellement avec par exemple, un détail du paysage, le lobe étant arrondi et non pointu, il ne sera pas possible d’avoir une précision suffisante pour sortir une boussole !
Il faut déplacer l’antenne avec la meilleure polarisation, à droite et ensuite à gauche, de la direction dégrossie, et à chaque fois
repérer les directions de forte atténuation du signal de la source. Comme précédemment, une saturation du récepteur ne permets
pas cette recherche, il faut atténuer le signal ou s’éloigner de la source.
Voir les traits rouges et bleus sur les documents des lobes principaux.
Les rouges sont à – 3db et les bleus à – 10db.
Une fois l’angle mis en évidence, prendre la moitié de l’angle et avec un repère visuel, relever la direction avec la boussole.
La méthode la plus rapide, est de porter un tracé sur la carte IGN ou la photocopie de la vue satellite qui est encore plus détaillée car ce ne sont plus des symboles graphiques mais des vrais images. Attention, quand même aux échelles des cartes ou des vues
satellites, et éviter de partir tout de suite dans la première direction trouvée !
La source peut s’avérer distante de plusieurs centaines de mètres ou même des kilomètres.
La logique veut qu’il faut recommencer un 360° sur un autre emplacement aussi bien dégagé, et accessible en véhicule.
Une seconde droite tracée sur la carte, recoupe la première et le lieu où se trouve la source est pratiquement localisé.
Par prudence, il est possible de faire un dernier 360°, histoire de confirmer, les deux autres, car il faut se méfier des
échos, des réflexions sur les arbres, ou le relief. Savoir que parcourir 1 seul kilomètre peut demander 15 minutes en terrain
plat sans obstacle. Déjà 30 minutes au mieux, aller et retour.
L’allure peut descendre dans certains cas à 10 mètres par heure !
Quand les droites ne se recoupent pas, c’est que la source est très éloignée des positions de repérage. Il faut s’assurer que
le signal reçu est bien celui de la source qui est recherchée. Des émissions semblables peuvent apporter une grave confusion et
il est bon, d’identifier la « signature sonore de l’émetteur » recherché. Des pylônes de communications radio, émettent des signaux numériques qui peuvent ressembler à ceux de la source recherchée ! Les puissances sont très fortes, et la portée est énorme.
Toutes sortes d’émissions peuvent exister, et des harmoniques… des focalisations des ondes ou des transmissions de signaux par lignes aériennes…

Des cas à considérer pour la récupération :
A--- la source n’émet pas sa position GPS. Dans ce cas, appliquez la méthode ci-dessus avec l’antenne et le récepteur dans la main.
Il faut juste connaître quel serait la zone de chute probable et s’y rendre. Une réception peut se faire, en roulant dans le véhicule
de recherche, avec une antenne magnétique sur le toit.

B--- la position de l’objet est transmise par une carte GSM embarquée, et il envoie un SMS vers un numéro de téléphone mais la précision n’est pas suffisante.

C--- la source émet sa position GPS, mais pas de moyen de décodage, pendant les recherches : partir avec un point de chute probable sur une carte ou une vue satellite photocopiée.

D--- la source émet sa position GPS, et décodage de la position dans le véhicule pendant les recherches.

E--- la source émet sa position GPS, et un correspondant transmet la position à distance, par radio ou par téléphone.

F--- la source émet sa position GPS, et décodage de la position sur le terrain, avec cartographie précise.

G--- même situation mais partir avec un GPS personnel pour se situer par rapport à la source, sur cartographie précise.

H--- Cartographie avec la position personnelle et celles des autres chercheurs et éventuellement celle de la source en mouvement
ou fixe…

ANTENNE 5 éléments 403 MHz : réf 5EL403APQreelleV1.maa

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon brin en mm
0 0,1855 2
0,090 0,160 2
0,240 0,168 2
0,395 0,165 2
0,572 0,160 2


Ouverture 60°
Longueur du boom : 0,860 m Section : 14 ou 15 mm tube carré
Position du zéro en X par rapport à une extrémité : 0,270 m
Trombone : 320 mm d’une extrémité à l’autre, écartement 33 mm et diamètre 5 mm
Cette antenne peut s’optimiser.

ANTENNE 5 éléments 406 MHz : réf 5EL406APQoptiV2.maa :

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon brin en mm
0 0,180 2
0,191 0,1685 2
0,301 0,1625 2
0,464 0,1645 2
0,642 0,1605 2


Ouverture : 60° à -3 Db
Augmentation du gain : 15,18 dBi
Rapport AV/AR : 13,31 dB
ROS : 1.0 50 ohms

Seconde optimisation de cette antenne : Réf : 5EL406APQoptiV3.maa

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon brin en mm
0 0,178 2
0,148 0,1685 2
0,184 0,1625 2
0,357 0,1645 2
0,555 0,1615 2


Le rapport AV/AR est encore amélioré. Mais, on ne peut pas espérer mieux.

ANTENNE 7 éléments 403 MHz Réf : 7EL403F4ESKorigine.maa :

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon brin en m
0,0 0,185 6
0,179 0,173 6
0,235 0,162 6
0,369 0,160 6
0,529 0,1585 6
0,715 0,1565 6
0,923 0,155 6
espace libre

Ouverture : 45° donc amélioration par rapport à la 5 éléments
Gain et AV/AR : moins bons
Brins de 12 mm de diamètre (poids)
Radiateur : dipôle
Creux de réception perpendiculaire : trait vert
On peut améliorer en optimisant.

ANTENNE 7 éléments 403 MHz : Réf : 7EL403ESKoptiV4.maa

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon brin en mm
0,0 0,181 2
0,205 0,175 2
0,272 0,164 2
0,449 0,161 2
0,703 0,161 2
0,967 0,161 2
1,197 0,154 2
à 7 m du sol


Ouverture : 45°
Gain augmenté
AV/AR augmenté
Brins : 4 mm de diamètre
ROS : 1.0 50 ohms

ANTENNE 5 éléments 121.375 MHz : Réf : 5EL121375optiV1.maa :

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon du brin en mm
-0,493 0,621 2
0,0 0,592 2
0,368 0,562 2
1,074 0,5415 2
1,729 0,5195 2
à 7 m/ sol


Ouverture : 52°
Bons gain et rapport AV/AR
Excellente

ANTENNE 5 éléments 137,950 MHz : Réf : 5EL137950optiV1.maa :

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon du brin en mm
-0,589 0,531 2
0,0 0,526 2
0,232 0,50 2
0,763 0,494 2
1,242 0,4895 2
à 7 m /sol


Ouverture : 46°
Bonne antenne

ANTENNE 7 éléments 434,300 MHz : Réf : 1EL434300AGV15optiV1.maa

Axe X en m Axe Z demi brin en m Rayon du brin en mm
0,0 0,1687 2
0,197 0,158 2
0,335 0,1465 2
0,515 0,1465 2
0,703 0,15225 2
0,901 0,149 2
1,167 0,13775 2


Ouverture : 44°
Bonne antenne pour la chasse aux ballons 434 MHz

A suivre, les antennes pour stations fixes 8, 12 et 15 éléments,



73 Alain F6AGV - BHAF –