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Catégorie : Antennes
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HELICE DOUBLE POUR AO40

 

Voici la description de l'hélice double-bande 1G2/2G4 pour AO40 que je suis en train de fabriquer.

Celle-ci est destinée à illuminer une parabole de 1,60 m, ayant un f/d de 0.5.

J'ai utilisé pour cela le programme sous EXCEL de Gene Marcus w3pm gm4yre.
Les calculs donnent une hélice de 3 tours 1/2 pour 1G2 et pour 2G4.

Une fois le type d'hélice déterminé, j'ai calculé les caractéristiques des hélices avec le programme de WOFMS : http://www.fredspinner.com/W0FMS/Helix/

qui donne pour la fréquence 1G2 :

Circumference : 25 cm
Diameter cm : 8 cm
Spacing Between Turns : 5.6 cm
Length of Each Turn : 25 cm
Length of Wire Needed : 90 cm
Antenna Length : 20 cm

Et pour 2G4 :

Circumference : 13 cm
Diameter : 4.2 cm
Spacing Between Turns : 3 cm
Length of Each Turn : 13.6 cm
Length of Wire Needed : 45.6 cm
Antenna Length : 10.5 cm

J'ai utilisé un disque découpé dans une feuille d'aluminium de 2 mm d'épaisseur et de 23 cm de diamètre (1 lambda sur 1.2Ghz).

Les prises N sont montées par des vis de 3 mm têtes fraisées (modèle sans bossage de sertissage du téflon, c'est plus pratique, mais pas obligatoire), fraisage du coté de l'hélice.

.Pour le support de l'hélice, j'ai utilisé un croisillon de verre expoxy (cuivre enlevé !) sur lequel j'ai pratiqué une série de trous correspondants aux passages des deux hélices.

Les cotes de perçage sont données par rapport au coté réflecteur.

Deux fentes sur la moitié de l'axe de symétrie permettent l'enboîtage des deux plaques en croix.

J'ai pratiqué deux découpes à la lime pour fixer avec une colle bi-composants, une fois la croix montée, une vis inox de 4 X 25 mm permettant la fixation dans le centre du réflecteur.

Introduire la vis avant collage en déformant le verre epoxy.

Les deux hélices sont faites avec du tube laiton de 4 mm pour l'hélice 1G2 et 2 mm pour l'hélice 2G4. Trouvé au brico machin du coin. Le laiton à l'avantage sur le cuivre d'être plus dur et de ne pas se déformer au pliage. Et c'est plus joli une fois poli à la laine d'acier!

Bobiner à spires jointives sur une forme de diamètre de sept centimètres pour l'hélice 1G2 et de 35 mm pour l'hélice 2G4. Etirer ensuite les hélices et les bobiner dans leurs emplacements respectifs.

L'adaptation se fait de la manière classique, par un clinquant de laiton ou de cuivre d'une largeur de 6 à 8 mm, soudé en arc de cercle sur le premier quart de tour.

C'est au niveau de l'extrémité située à l'oposé de la fiche N que le réglage capacitif doit se faire en approchant plus ou moins le feuillard de cuivre du réflecteur.

L'adaptation doit être contrôlée à l'analyseur de réseau pour obtenir un return loss d'au moins 20 db sur la fréquence de l'hélice considérée, 1G2 ou 2G4.

J'ai prévu un capot en PVC de 100 mm de diamètre pour assurer la protection de l'hélice aux intempéries. Prévoir aussi des trous dans le PVC en position basse pour l'aération et l'évacuation de l'eau de condensation. Ne pas essayer de faire une étanchéité totale. L'eau rentre toujours mais alors ne ressort pas.

Ce capot n'est pas sans influence sur l'accord des hélices. En tenir compte lors des réglages.

Comme il existe un couplage important entre les deux hélices, il faut prévoir une filtre sur la sortie 2G4 de façon à atténuer le signal 1G2 qui sature et bloque immanquablement le convertisseur si celui-ci n'est pas suffisamment sélectif.

Il est constitué de deux pièges 1/4 d'onde soudés en parallèle sur des fiches N qui sont reliées entre elles par une autre ligne 1/4 d'onde calculée elle aussi sur la fréquence du 1G2.

Il est illusoire de vouloir régler ce filtre sans utiliser un analyseur de réseaux. Même en calculant au mieux les longeurs des lignes il s'est avéré nécessaire de rajouter sur chaque prise N des petites capacités additionnelles constituées par de petits bouts de feuillards de cuivre car sans cela la perte d'insertion était de 3 db. Comme le montre la courbe, elle est tombée à 0.16 db ce qui est parfait, alors que la réjection du 1G2 frôle les 80 db !!

Ce fitre piège parfaitement le signal 1G2 se trouvant induit dans l'hélice 2G4.

Cependant, il faut veiller au niveau de l'harmonique 2 de votre émetteur 1G2.

En effet si ce niveau d'harmonique est supérieur à -30 db de la puissance de sortie, il sera nécessaire de faire un filtre du même type, cette fois-ci accordé sur 2G4, mais placé sur l'arrivée de l'antenne 1G2 pour piéger cette harmonique et éviter ainsi qu'elle ne sature le convertisseur 2G4.

Vous trouverez ici la réalisation de Jean-Claude F5BUU qui a monté lui aussi une double hélice en circuit imprimé .