Antenne et coupleur

Sommaire

Présentation

L'antenne idéale pour l'écouteur n'existe pas. En tant que collecteur d'ondes, par définition, l'antenne
devrait être taillée en relation avec la longueur d'onde, c'est à dire la fréquence de réception.
Nous recherchons une antenne simple, multibande, accordable. Le choix est restreint, surtout si les
réglages doivent être à portée de la main. Pour optimiser son fonctionnement il nous faudra insérer un
coupleur entre l'antenne et le récepteur pour l'adapter aux différentes fréquences balayées.

A propos du terme « multibande », il existe une certaine confusion dans la littérature spécialisée. Il
existe en effet des antennes adaptées à plusieurs fréquences multiples ou sous-multiples de la longueur
de l'antenne et de la longueur d'onde. Elles méritent bel et bien le nom de « multibandes », plusieurs
bandes, mais ne doivent pas être comprises comme « omnibandes » ou « toutes-bandes ». Or, c'est précisément
celles qui nous intéressent. Disons tout de suite qu'il nous est impossible d'imaginer une antenne simple à
construire : omnibande et efficace, sans réglage.

Nous étudierons donc l'antenne et son système de réglage, son coupleur.
Rôles du coupleur. On peut en distinguer quatre :

• Adapter les impédances.
• Réaliser l'accord.
• Permettre le transport d'énergie.
• Protéger le matériel, en ce qui concerne l'émetteur.

Ces deux derniers points ne nous concernent pas directement, mais sont liés aux deux premiers. En principe,
un coupleur doit réaliser ces quatre fonctions simultanément. Si le récepteur est relié à l'antenne par du
câble coaxial, il est peu probable que le couplage puisse se faire au même lieu, c'est à dire au même poste.
En effet, l'adaptation d'impédance concerne toute la chaîne de réception :
antenne ---- câble, câble ---- récepteur.

Pour nous affranchir de tous ces problèmes, mais tout en respectant les charges de simplicité et d'efficacité,
nous retiendrons l'antenne la plus simple et sans doute la plus répandue chez les radioécouteurs:
le long fil.

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L'antenne long fil ou simple fil

Son comportement en collecteur d'onde dépend quand même de ses caractéristiques :

1. Comme toutes les antennes, le plus haut et surtout dans un endroit le plus dégagé possible.
2. Dans le cas de cheminement en zig zag, éviter les angles aigus et ne pas passer par des masses
   métalliques.
3. Si possible, sa longueur doit être au moins égale au quart de la longueur d'onde la plus basse.

Pour l'écouteur, cette condition est parfois difficilement réalisable. Mais, même raccourcie et bien
couplée au récepteur, cette antenne permet toujours d'obtenir de bons résultats. Une des configurations
optimale est obtenue par une installation oblique entre le récepteur et un seul point haut.

En intérieur, la faire cheminer :

• sous le plafond et l'éloigner des cloisons d'environ 15 cm,
• autour de l'encadrement d'une fenêtre,
• ou comme il est parfois suggéré, en spirale sur la vitre elle-même.

Le coupleur

L2 CV2, de par leur configuration parallèle, forment un bon filtre passe bande, ce qui diminue les risques
d'intermodulation. On pourrait, évidemment, se lancer dans des calculs savants mais en réception, le bon
réglage est facile à repérer à l'oreille : un accord franc, une réception nette.

Commencer par réaliser l'accord à l'aide de P2 et CV2, puis déplacer P1 et ajuster CV1 jusqu'à obtenir un
accord franc et unique. Plusieurs pointes de bruit en manoeuvrant CV2 indiquent une mauvaise position de P1
et donc une mauvaise adaptation d'impédance. P1 peut prendre toutes les positions sur la bobine L1. Ne pas
hésiter à promener les prises sur la bobine, mais ne pas oublier de reprendre l'accord avec CV2 après chaque
déplacement.

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Réalisation du bobinage

Découper dans un support plastique ou Plexiglas, une plaque rectangulaire d'environ 10 x 20 cm. A 2 cm du bord
supérieur, percer une rangée de trous espacés d'environ 0,5 cm. Une deuxième rangée de trous est percée vers le
bord inférieur, à une distance légèrement supérieure au diamètre du ressort et les trous sont décalés de 0,25 cm
en quinconce par rapport aux trous de la rangée supérieure. Percer la deuxième série de trous à environ 1 cm des
rangées précédentes. Il suffit de « visser » les ressorts L1 et L2 dans ce support.
L'espacement entre les rangées étant supérieur au diamètre, la bobine est en légère tension radiale, ce qui
améliore la rigidité de l'ensemble.

La liaison coupleur/récepteur se fait à l'aide d'un court morceau de coaxial équipé d'une prise compatible
avec l'entrée d'antenne de votre récepteur.

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Une variante

Une Digression

Les ouvrages sur les antennes font rarement la distinction entre antenne d'émission et antenne de réception;
partant du principe qu'une antenne bien taillée et bien réglée sur la fréquence d'émission fonctionne bien en
réception, on considère qu'il n'y a pas de spécificité et on applique les principes de brins rayonnants. Le
radioamateur ou le professionnel cherche avant tout à être efficace sur les bandes de fréquences qui lui sont
allouées et ne s'inquiète pas de dégradation de performances de son antenne sur les fréquences où il ne peut
recevoir.

Pour l'écouteur, il n'en va pas de même; surtout que le parti pris ici est de s'adresser aussi à ceux qui
disposent ou ne disposent que d'un récepteur aux performances médiocres en comparaison de la qualité des
récepteurs spécialisés haut de gamme. Or, la réception dépend de la propagation, de l'antenne, du coupleur et
du récepteur. La propagation on la subit, l'antenne on vient d'en réaliser une, le coupleur est prêt et le
récepteur en marche. Imaginons un swl qui vient de tendre une antenne de 15 mètres et de finir son coupleur
et se met à l'écoute. Il reçoit plein pot une station radiotélétype. Comme il est curieux et qu'il a le goût
de l'expérimentation, il place un bout de fil de quelques mètres autour de l'encadrement de la fenêtre,
débranche l'antenne extérieure et connecte le bout de fil au coupleur. Après le réglage, dépité, il constate
que le niveau de réception est très légèrement affaibli mais il lui semble que c'est plus net.

Que pouvons-nous lui répondre? D'abord que la propagation est bonne. Ensuite qu'il vient de mettre en évidence
un paramètre capital pour la réception: le rapport signal/bruit. Il en est des ondes radio comme des rivières,
elles subissent des pollutions naturelles et artificielles. C'est ce que l'on appelle le bruit. Le bruit est
d'origine cosmique, c'est la pollution naturelle, et lié à l'activité humaine, c'est la pollution artificielle.
Or, le problème de la réception est d'extraire le signal utile du bruit ambiant. Le signal utile se trouve lu
sur une fréquence bien précise, alors que le bruit s'étale sur de très larges bandes de fréquences. L'idéal est
donc de filtrer efficacement ce qui entre dans le récepteur et énergiquement l'amplifier. C'est bien le
filtrage, une des fonctions du coupleur, qui privilégie une fréquence et hélas le bruit sur cette fréquence,
mais élimine les signaux sur les autres fréquences et bien sûr aussi les bruits.

Ces quelques lignes ont pour objet de montrer l'importance de l'accord par rapport à la longueur de l'antenne.
Les étages d'entrée des récepteurs bas de gamme ne sont, en général, pas très sélectif. L'antenne fourni alors
trop d'énergie et sature toute la chaine de réception. Seul un puissant filtrage en amont permet de restaurer
une efficacité acceptable. De toute façon, les expériences, celles que vous réaliserez, vous le prouverons.


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Un coupleur simplifié

Le coupleur, décrit précédemment, en raison de son inductance plutôt encombrante, est peu facile à emporter
dans le fond d'une valise. Or autour du schéma de base, il existe plusieurs variantes. Si l'on remplace
l'inductance de cuivre nu par une bobine en fil émaillé assez fin, bobiné sur un manchon d'environ 1 cm
équipé de plusieurs prises, on obtiendra un coupleur facile à transporter. Sans vouloir faire de pub aux
médicaments homéopathiques, un tube d'oscillococinum dont on a découpé le fond, fait un excellent mandrin. Avant
de bobiner le fil émaillé, on recouvre le tube d'une étiquette autocollante fixée à l'envers, c'est à dire
face collante vers l'extérieur. On réalise une bobine de 12 tours avec une prise tous les 3 tours. Ces prises
servent à connecter l'antenne au coupleur. On termine par 3 à 5 tours pour réaliser l'entrée au récepteur. En
utilisation, comme pour le coupleur précédent, on cherchera la prise d'antenne qui donnera la meilleure réception.
Cette recherche est évidemment moins souple, l'arrivée de l'antenne ne pouvant se faire que par trois points,
alors que sur la bobine en cuivre, la connexion peut se faire à n'importe quel point de l'inductance.
A partir d'un morceau d'un bâtonnet de ferrite collé à un bout de crayon, on confectionne un noyau plongeur.
Le diamètre courant des ferrites est compatible avec le mandrin proposé. En faisant varier la position de la
ferrite dans le mandrin on fait varier la valeur de l'inductance, étendant ainsi la plage d'utilisation du coupleur.

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Un bon filtre

Signalons aussi, un excellent coupleur décrit dans « comprendre et construire nos antennes » de JP. Guicheney.
La distance entre les deux bobines est environ égale au diamètre du mandrin.




Plus délicat à construire et un peu plus délicat à régler, il offre une qualité de réception incomparable. C'est
le coupleur idéal pour le « long » long fil connecté à un récepteur milieu de gamme. Ses qualités "passe bande"
sont impressionnantes et il peut aussi être miniaturisé. Présélecteur efficace, il renforce les filtres de bande
du récepteur.
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Quelques conseils

En réception la connexion à la terre n'est pas critique et une connexion à la terre de l'installation électrique
est exclue, parce que dangereuse. De même l'utilisation de la plomberie du chauffage central est à éviter, on y
trouve souvent que des parasites. A moins de disposer d'une vraie terre HF, c'est à dire de nombreux radians
enterrés reliés à un piquet métallique enfoncé dans le sol, on se contente de la masse du récepteur.

N'hésitez pas à expérimenter les différents montages proposés. Pour comparer les résultats de façon plus
" objective " qu'à l'oreille, j'utilise la réception fax météo et j'observe la différence de qualité de la
réception en commutant les systèmes sous test pendant l'affichage de l'image. On peut ainsi garder la trace
des essais. La transmission fax dure une dizaine de minutes, ce qui laisse du temps pour les commutations.

Faites ces tests avant de vous lancer dans la réalisation définitive et pour cela, dominos et pinces crocos
sont vos amis.

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Et pourquoi pas un récepteur?

Le récepteur est remplacé par une diode au germanium, un écouteur haute impédance et un condensateur en
parallèle avec l'écouteur. Pour démarrer, placez la prise P2 environ au milieu de L2. Peaufinez les réglages
par la suite en déplaçant P2. Faites l'expérience avec des enfants. Mais où est la pile ? Demandent-ils en
général, et leur étonnement (et le votre peut être aussi) vous montrera à quel point la radio, c'est magique.

La deuxième expérience est plus technique. Si vous avez eu la bonne idée de réaliser un grid dip , comme proposé
dans les pages concernant la mesure, il est possible de faire encore mieux. Approchez la bobine du grid dip de L2
et en jouant avec les réglages du coupleur et la fréquence du dipmètre vous décoderez la BLU. La simple porteuse
du dipmètre permet de reconstituer le signal démodulé par la diode et ainsi entendre de la CW, des signaux
digitaux ou de la phonie. Dire qu'à l'aide de ce moyen, il serait facile d'obtenir une belle carte fax météo
serait exagéré.

Mais un retour aux sources est toujours rafraîchissant.

Bonnes écoutes à tous!