Intégré d’électronique appliquée au radioamateurisme

Merci Orange pour la fermeture des sites internet perso, Bernard F5PRP n’ayant plus de site internet, vous trouverez ci-dessous le fichier zippé de l’exécutable.

1.Pourquoi et comment :

Ce logiciel a été réalisé pour occuper mon début de retraite et créer un outil informatique dédié au radio-amateurisme, aussi simple que possible dans son utilisation et ne nécessitant aucune connaissance informatique ou mathématique autant que faire se pouvait. Un autre critère a été retenu : avoir une Interface Homme/Machine (IHM) aussi simple et intuitive que possible.

C’était juste une occupation personnelle !

Ce n’est qu’une fois que le principe fut mis au point et une première réalisation faite qu’avec Marc F5MAF nous avons découvert la création de site et la mise en ligne !

Ce qui m’a amené à, aussi, découvrir le HTML, le CSS et quelques bribes de Javascript.

Tout ceci m’a donc amené à faire l’acquisition d’une licence Microsoft Visual Basic V6 Fr pour la réalisation du logiciel, de WebExpert 6 et de FTP Expert 3 tous deux remplacés par Sublime Text 3 et FileZilla Client du fait de la disparition forcée de Windows XP pour la réalisation et la maintenance du site.

2.L’écran d’accueil :

3.Les applicatifs par item :

3.1 Fin de travail :

Quitter : Fermeture de l’applicatif et retour sous Windows ;

3.2 Antennes :

3.2.1 Antennes Log périodiques (LPDA)

Cette application est due à l’ARRL ANTENNA BOOK (§10) basée sur des articles parus dans le QST de Novembre 1959 par Carl T. MILNER W1FVY et de Peter RHODES K4EWG paru dans le QST de Novembre 1973. Nos remerciements et notre reconnaissance leurs sont acquis !

Je n’ai fait qu’en programmer le processus sous Visual Basic Fr V6.

Une antenne LPDA est une antenne large bande dont, en permanence, 3 éléments sont actifs : un réflecteur, un rayonnant et un directeur.

L’ensemble de ces 3 éléments se déplace le long de l’antenne au prorata de la fréquence utilisée. Le rapport avant-arrière est assez bon mais ce type d’aérien ne dépassera jamais 3 à 4dB de gain par rapport au dipôle.

L’écartement des éléments est une fonction logarithmique de la fréquence.

Les paramètres Rho et Theta doivent être définis mais en sachant que :

  • 0.8 <= Theta <= 0.98 : une augmentation de Theta implique une augmentation du nombre d’éléments
  • 0.05 <= Rho <= RhoOpt : une augmentation de Rho augmente la longueur du boom . Sachant que l’utilitaire calcule le Rho optimum pour un gain maximum.
  • R0 impédance de la LPDA vue par le balun
  • Z0 impédance de l’antenne au niveau du feeder
  • Zav impédance moyenne d’un dipôle

Rho’ est le facteur d’espacement moyen et est fonction de Theta et Alpha

Pour une valeur de Z0, R0 décroit en fonction de l’accroissement de Theta et Alpha.

Exemple de calcul :

1/ Définition de Fmin et Fmax. Calcul de Rho optimum et définition de Rho

2/ Définition de R0 et du diamètre du dernier élément

3/ Calcul de Rho’ et de Z0

4/ Définition du diamètre extérieur du boom et calcul de l’entre axes des deux booms

5/ Calcul de la longueur des boom, du nombre d’éléments et de la dimension du Stub

6/ Passage à la zone d’affichage des résultats

7/ Affichage des éléments en séquence par appui sur « Suivant » ou « Précédent »

Le bouton « Afficher » permet d’afficher les paramètres des éléments

Les boutons « Précédent » et « Suivant » permettent de se déplacer d’élément en élément

Le poussoir « Retour » permet de remonter dans le calcul.

3.2.2 Dipôle raccourci

Habitant un petit immeuble de 4 étages, il m’était impossible de tirer 80 mètres de fil ! J’ai donc cherché mon bonheur dans l’ARRL ANTENNA BOOK.

Voici donc le résultat de ma recherche et de mes essais.

Dans la fenêtre « Dipôle raccourci », il faut définir la longueur totale de l’antenne, la distance du centre à la self, le diamètre du fil utilisé et la fréquence d’utilisation.

Les valeurs d’impédance de la self et son inductance sont alors calculées et affichées.

Dans la fenêtre de calcul de self qui est ouverte en même temps, vérifier le diamètre du fil, définir le diamètre intérieur de la self puis, à l’aide ru curseur augmenter le nombre de spires jusqu’à obtention de la valeur de self la plus proche de celle recherchée. Toujours chercher une valeur légèrement supérieure si l’égalité ne peut pas être obtenue.

Avec le curseur de la « Longueur totale de la self » augmenter sensiblement la longueur pour obtenir la valeur recherchée.

Vous n’avez plus qu’à passer à la réalisation !

Attention, après la self, le cm de fil représente beaucoup de kHz ! Tenez en compte dans les ajustements.

3.2.3 Double Quad

Voulant, par curiosité réaliser une antenne panneau pour le 1255 MHz pour l’ATV, je suis tombé sur une série d’articles traitant du sujet mais ne donnant que des réalisations figées.

J’ai donc tenté d’extraire une logique de toutes ces réalisations et j’ai écrit ce petit applicatif.

Je remercie tous les auteurs pour ce qu’ils m’ont appris et apporté.

Il suffit de renseigner la fréquence et tous les résultats s’affichent.

3.2.4 Gamma Match

Voulant réaliser un petit dipôle pour le 2 mètres, j’ai cherché comment réaliser un gamma match et, l’ARRL ANTENNA BOOK a répondu à mes besoins au travers d’une réalisation de H.F. TOLLES W7ITB.

Son application était écrite BASIC, je n’ai fait que la migrer en programmation objet sous Visual Basic.

Sachant que dans la généralité, la capacité d’accord est de 7pF/m de Lambda, que l’écartement entre le brin rayonnant le celui du gamma est de 0.007 Lambda et que la longueur utilisée du gamma est de 0.4 à 0.5 Lambda.

On notera :

Il suffit de renseigner les champs de valeurs et de lancer le calcul !

3.2.5 HB9CV :

Poussé par la curiosité, comme quasiment tous les OM, j’ai réalisé des HB9CV !!!!

Un grand merci :

A Rudolf Baumgartner HB9CV bien sur !

à André F5AD pour son livre ANTENNES Théorie et pratique ainsi que pour son excellent site

à  MM R. BRAULT et R. PIAT F3XY pour leur excellent ouvrage Les ANTENNES

aux auteurs qui ont largement développé le sujet sur le NET.

N’ayant rien inventé, je me suis contenté de réaliser un petit automate réalisant les calculs à notre place.

Une fois les champs « Fréquence » et « Coefficient » renseignés, les résultats sont disponibles !

Bien sûr vous aurez toujours à affiner !

3.2.5.1 HB9CV HF

3.2.5.2 HB9CV VUSHF

3.2.6 High Q Loop

Ayant fait l’acquisition d’une antenne de ce type j’ai voulu en comprendre le fonctionnement et, de fil en aiguille, j’ai réalisé cet utilitaire.

La boucle est refermée sur un condensateur papillon à très fort isolement dont la partie mobile est entrainée par un moteur fortement démultiplié et piloté par impulsions via le câble coaxial.

Une boucle magnétique apériodique reçoit le coaxial et permet d’activer l’antenne.

Une fois de plus, merci à l’ARRL ANTENNA BOOK (§5-3 Tuned Loops)!

Pour réaliser un aérien de ce type, il faut disposer d’un condensateur variable du type papillon à très fort isolement dont les valeurs seront calculées par l’applicatif, d’un moteur couplé à son axe par un flector parfaitement isolant.

La boucle doit être réalisée dans un matériau aussi bon conducteur que possible et les soudures doivent être d’une qualité irréprochable.

Tout ceci pour la simple raison que ce type d’aérien ne fonctionne qu’avec un très fort coefficient de surtension et donc avec parfois des courants très élevés.

Il est totalement déconseillé de le garder à proximité de la station à cause du champ électromagnétique intense dans sa proximité !

Il est conseillé de se limiter à rapport 3 entre la fréquence mini et la fréquence maxi.

Cet aérien sera très sensible à l’humidité et s’il accepte 100W en période sèche, rapidement la limite sera entre 30 et 50W par temps de pluie !

La plage de variation de fréquence sans avoir à retoucher l’accord est définie par « DeltaF mini » et « DeltaF Maxi ». Les valeurs 5 et 10kHz semblent être un bon compromis.

La taille de la boucle sera fonction de la grandeur des côtés ! Donc choisissez bien « Lambda sur… » ainsi que le nombre de côtés. Plus on sera proche du cercle, mieux ce sera amis 4 côtés pourraient vous satisfaire !

Une fois la puissance max admissible définie, il ne reste plus qu’à lancer le calcul !

Vous pourrez noter la valeur des tensions misent en jeu !

3.2.7 Trappes en coaxial

Le sujet a été abordé par bien des auteurs et tous se sont accordés sur les avantages inhérents à ce type de trappe.

En fait, tout tient dans une équation miracle : Lω = 1/Cω !!!!

Comme un coaxial est un condensateur à la capacité linéaire spécifique, que réaliser une boucle où l’âme d’une extrémité est connectée au blindage de l’autre extrémité constitue une self à deux spires coaxiales, nous avons tout ce qu’il faut pour calculer cette miraculeuse petite chose !

Ainsi, en réalisant une boucle de calcul par itération avec arrêt lorsque l’équation est satisfaite, nous aurons les caractéristiques de notre trappe.

L’insertion d’une trappe dans un brin rayonnant n’est pas innocente :

1/ Il faut régler l’antenne avant de monter la trappe

2/ Sur le brin suivant il faut procéder au raccourcissement égal à la longueur électrique équivalente de la trappe

3.3 Circuits oscillants et Selfs :

3.3.1 Adaptation d’impédance

Tout est là :

Une simple transformation de cette équation permet d’aboutir au calcul de NbSp1 ou NbSp2 !

3.3.2 Circuits RLC parallèles

Une fois définies les différentes valeurs des éléments du circuit, il suffit de d’entrer les valeurs limites de l’exploration en fréquence puis de déplacer le curseur « Fréquence » pour voir la résolution graphique évoluer. Lorsque le déphasage est nul, nous sommes à la résonance !

3.3.3 Circuits RLC Séries

Disposer d’un utilitaire graphique mettant en évidence les réponses des composants du circuit RLC série.

Les différentes valeurs étant renseignées, il suffit de déplacer le curseur « Fréquence » pour voir l’évolution du comportement du circuit.

3.3.4 Epingle et Strip line

Disposer d’utilitaires pour vérifier la valeur de certains constituants V/U/SHF

Il suffit de remplir les champs et les résultats sont là .

3.3.5 Formule de Thomson

Disposer d’un outil de calcul de F, L ou C en fonction de deux d’entre eux.

Trouver F en connaissant L & C :

Trouver L en connaissant F & C : Une fenêtre annexe permet de calculer le nombre de spires.

Calculer C en fonction de F & L :

3.3.6 Nombre de spires :

Disposer d’un outil permettant de définir rapidement les caractéristiques d’une self à partir de sa valeur

Le fond du champ « Nombre de spires nécessaires » reste rouge tant que la valeur de la self est inférieure à celle recherchée.

3.3.7 Calcul de la self :

Disposer d’un outil permettant de calculer la valeur d’une self en fonction de son nombre de spires et de ses dimensions.

Il suffit de renseigner les champs et de lire le résultat ! L’augmentation de la longueur totale de la self perme d’en ajuster la valeur.

3.3.8 Selfs sur tores

Disposer d’un petit utilitaire pour calculer la valeur d’une self sur tore connaissant les caractéristiques du tore.

Il suffit de renseigner l’AL du tore ainsi que ses dimensions : épaisseur, diamètre extérieur, diamètre intérieur et le nombre de spires réalisées.

3.4 Condensateurs :

3.4.1 Condensateurs CMS

Permet de connaître la valeur du composant en fonction de sa taille et de son marquage.

3.4.2 Condensateurs fixes

3.4.3 Condensateurs variables

Pour concevoir et réaliser des condensateurs variables.

Il suffit de définir le nombre de lames mobiles, le nombre de lames fixes, l’espacement entre les lames et les diamètres extérieur et intérieur (noyau) des lames. L’angle de lame est modifiable.

3.4.4 Energie emmagasinée

3.5 Le Timer 555 :

Le timer 555 est très simple d’emploi et permet de réaliser rapidement des astables, monostables ou générateurs à rapport cyclique variable.

La société SIGNETICS avait édité un recueil d’applications parmi lesquelles figuraient des convertisseurs tension fréquence, des « tone-burst » et tout et tout !!!! Les aléas de l’existence ont fait que je l’ai perdu et j’en suis très contrarié !

3.5.1 Monostable

3.5.2 Astable

3.5.3 Rapports cycliques variables

3.6 Décibels :

Nous sommes nombreux à percevoir les décibels comme une chose mystérieuse et difficiles à appréhender.

C’est pourquoi, j’ai réalisé ce petit utilitaire.

3.7 Filtres :

Disposer d’outils simples et pratiques pour résoudre les cas les plus courants.

3.7.1 Filtre à élimination de bande

3.7.2 Filtre en double Pi

3.7.3 Filtre en Pi, T ou L

3.7.4 Filtre passe bande

3.7.5 Filtre passe bas

3.7.6 Filtre passe haut

3.7 Transformateur :

3.8 Ponts diviseurs :

3.8.1 Calculs de shunts

3.8.2 Pont de résistances avec charge

3.9 Rubriques en vrac :

3.9.1 Coaxiaux courants

3.9.2 Unités de pression

3.10 Section vers Diamètre :

3.10 A propos :

4 Bibliographie :

The ARRL HANDBOOK 1989

The ARRL ANTENNA BOOK 1991

The ARRL ANTENNA COMPENDIUM Vol 2

Technologie des composants électroniques Tome 1 de R. BESSON

Technologie des composants électroniques Tome 2 de R. BESSON

Technologie des composants électroniques Tome 3 de R. BESSON

ANTENNES Théorie et pratique de André DUCROS F5AD

Les ANTENNES de R. BRAULT & R. PIAT F3XY

5 Remerciements :

Merci de m’avoir lu, merci d’avoir peut-être apprécié et téléchargé le logiciel.

Bien cordiales 73

Bernard – F5PRP

Version PDF de cette présentation:

Pour des questions sur le logiciel, faire partager votre expérience pour une réalisation, merci de contacter Marc F5MAF: webmaster@araccma.com