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Table des matières
1) - Présentation
2) - L'assemblage de l'appareil
3) - Les documents PDF téléchargeables
1) - Présentation
Cet appareil permet d'adapté l'impédance d'une antenne à celle d'un transceiver et de se passer de tuner d’antenne ou boite de couplage dans la majorité des cas. Celui-ci a été conçu pour répondre à une grande variété de situation et peut supporter normalement plusieurs centaines de Watts. Le primaire est constitué de 2 spires et le secondaire, peut être composé de 5x2 spires commutables pour choisir le rapport de transformation adéquate. Avec cette combinaison, on a le choix entre 5 rapports de transformations d'impédance possibles, à savoir :
-Position 1 : 1:1 soit 50/50 Ohms
-Position 2 : 4:1 soit 200/50 Ohms
-Position 3 : 9:1 soit 450/50 Ohms
-Position 4 : 16:1 soit 800/50 Ohms
-Position 5 : 25:1 soit 1250/50 Ohms
Mais il est aussi tout à fait possible de modifier le nombre de spires des enroulement pour obtenir d’autres combinaisons comme montré ci-contre.
Voici son schéma, ci-contre.
Ce transformateur d'impédance commutable a été conçu principalement pour les bandes HF, mais, à titre expérimental, j'ai pu néanmoins obtenir de très bons relevés de mesure au NanoVNA en VHF avec, par exemple, un ROS inférieur à 1:1,5 sur le 2m et avec une antenne dipôle asymétrique taillée pour le 40m et cela, sans aucune boite de couplage. Bien sur, une telle antenne n'est pas du tout adaptée pour les bandes VHF.
Son élément principal, à savoir, son transformateur d'impédance T2, n'est pas un autotransformateur, mais un transformateur avec un primaire et d'un secondaire ce qui permet une isolation galvanique entre l'antenne et le transceiver.
La configuration de ce transformateur permet l'adaptation d'impédances de toute une multitude de configurations d'antennes comme par exemples:
-Antenne dipôle symétrique multibandes (seulement sur certaines harmoniques).
-Antenne dipôle asymétrique multibandes (Sur la majorité des harmoniques).
-Antenne de type long fil multibandes avec contrepoids ou terre (avec ou sans boite de couplage) suivant les bandes).
-Antenne doublet de type long fil multibandes (avec ou sans boite d'accord suivant les bandes - à expérimenter).
-Antenne vertical multibandes (seulement sur certaines harmoniques).
-Antenne vertical multibandes de type long fil avec contrepoids ou terre (avec ou sans boite de couplage suivant les bandes).
Cette liste n'est pas exhaustive, puisque cet appareil se prête aussi à toutes sortes d'expérimentations d'antennes, même improbables.
La liaison entre le ou les éléments rayonnant et le transformateur peut être direct ou par l'emploi d'une ligne bifilaire, sans oublier que cette liaison bifilaire rayonnera si l'impédance à ces extrémités est différente de celle-ci, comme c'est le cas, par exemple, des antenne G5RV.
La commutation des différents rapports d'impédance est assurée par 5 relais G2RL-1-E 12V de chez OMRON ou similaires.
De chaque côté de la bobine de chaque relais, des selfs chocs et condensateurs sont présents pour empêcher que la HF ne vienne polluer le câble de commande de ceux-ci.
Les 5 relais sont commandés à distance par l'emploi d'un câble multifilaires, ce qui permet de placer l'appareil à l'extérieur, au plus près des éléments rayonnant, en haut d'un mât, par exemple, ou sur le mur du QRA si l'antenne est alimentée avec une ligne bifilaire. Mais après de multiples essais, il s’avère que la solution idéale est de raccorder les brins rayonnants directement aux bornes du transformateur, sauf si la ligne bifilaire doit volontairement rayonner, comme dans le cas de l'antenne G5RV.
La commande des relais pourra être manuelle et réalisée avec un commutateur rotatif ou autres, comme montré sur le schéma ci-dessus. Elle pourra aussi être automatisée par l'emploi d'un module à relais, comme c'est le cas du le Projet 14HAM-DK2 qui possède ce dispositif en interne dont voici le lien direct vers la page de celui-ci:
Côté liaison coaxiale, j'ai rajouté et par précaution, un choc balun (T1) histoire de stopper les retours HF qui circulent sur la surface externe de la tresse du câble coaxial. Il est constitué de 2x5 spires de RG216 sur tore ferrite 43 et de 35mm de diamètre externe.
Edit du 08/05/2025: Avec du recul, je pense que c'est une erreur de l'avoir positionné à cet endroit, puisque très près du transformateur impédance. J'ai souvent des retours HF et je pense que le problème provient d'une interaction entre les deux. Je dois donc le supprimer et mettre à la place, sur le cable coaxial externe, des ferrites clipsables.
2) - L'assemblage de l'appareil
Si vous souhaitez réaliser cet appareil, il me reste 3 PCBs disponibles. Voici le lien direct vers l'annonce:
L'assemblage de ce module ne comporte aucune difficulté. Il suffit simplement de savoir faire de belles soudures.
Voici la liste des composants :
-1x PCB
-10x condensateurs 100nF.
-10x inductances 100μH ou 150μH.
-5x relais G2RL-1A-E 12 Vcc ou similaire.
-1x connecteur 6 pôles à vis (ou 1 connecteur 2 pôles à vis + 1 connecteur 3 pôles à vis)
-2x tube ferrite 43, référence : 2643665702 de chez Fair-Rite.
-1x tore ferrite 43, référence ; 5943002701 de chez Fair-Rite. Edit du 08/05/2025: ne pas utiliser et mettre des ferrites clipsables sur le coaxial externe.
-1,3m fil 1mm² gainé.
-1m câble coaxial RG316 50 Ohms 3mm.
-1x embase coaxial 50 Ohm.
-Ens. visserie 4mm ou 5mm inox ou laiton pour la connexion symétrique.
-1x boîtier étanche au choix
-Ens. visserie 3mm inox et laiton pour la fixation du PCB et de l'embase coaxiale.
-1x presse-étoupe diamètre suivant câble de commande utilisé.
On commencera par les composants les plus bas à savoir, les inductances, les condensateurs, ensuite, les connecteurs à vis.
Pour faciliter la réalisation du transformateur, j'ai préféré ne pas mettre en place les relais tout de suite pour avoir plus de place.
Ensuite, on met en place les 2 tubes en ferrite 43. Ceux-ci sont fixés au PCB par 2 colliers Rilsan grace aux petites ouvertures prévues à cet effet.
On peut maintenant procéder au bobinage du transformateur. Pour la réalisation du bobinage de ce transformateur, j'ai utilisé du fil souple avec gaine silicone de 1mm².
Dans cet exemple d'assemblage, chaque enroulement fait 2 spires.
Voici sa réalisation en images. Le primaire est relié en 6A-6B.
Le secondaire est constitué de 5x2spires. Les différentes couleurs des gaines des fils permettent de mieux visualiser les enroulements.
Le bobinage du transformateur T2 est terminé.
Nous pouvons passer à la mise en place de la liaison coaxial du module qui sera relié au connecteur coaxial quand le module sera mis en place dans son boîtier..
On commence par souder le câble coaxial RG316 de 3mm au PCB et on le fixe à celui-ci par un collier Rilsan comme montré.
Edit du 08/05/2025: ne pas utiliser le tore ferrite de la self choc et mettre des ferrites clipsables sur le coaxial externe à la place comme expliqué plus haut.
Il ne reste plus qu'à mettre en place les 5 relais et la partie électronique est terminée.
Le plan de masse du PCB n'est relié à aucun des éléments du montage. Néanmoins, il est possible de le raccorder à la terre grâce au trou étamé de 3mm que l'on aperçoit en bas, juste en dessous du câble coaxial.
Il ne reste plus qu'à installer l'ensemble dans un coffret étanche. Les photos suivantes donnent un exemple de montage avec un boîtier de dérivation sans embout passe-câble de chez Schneider et de dimension 170x190x110mm :
Détail de la connexion côté antenne avec visserie inox de 5mm.
L'étanchéité réalisée avec une colle mastique transparente.
On peut également utiliser des joints en caoutchouc ou silicone
Vue d’un exemple de montage dans le boîtier.
Edit du 08/05/2025: Pour rappel, ne pas mettre le tore ferrite qui constitue le choc balun. Comme on peut le voir sur cette photo, il est très proche du transformateur d'impédance. Donc, relier directement le cable coaxial au connecteur coaxial.
Détail sur le passage du cable de commande avec un presse-étoupe et de la connection du cable coaxial au connecteur coaxial.
Et voilà ! L’appareil est prêt à rendre bien des services.
3) - Les documents PDF téléchargeables
Voici les deux documents téléchargeable concernant cet appareil. Ceux-ci n'ont pas été mis à jour concernant la suppression du choc balun interne. Il faudra donc tenir compte en priorité des écrits ci-dessus.
Pour les télécharger, cliquer sur l’icône, en haut, à droite de chaque image.
Transfo Z commutable - Notice 20230606.pdfTransfo Z commutable - Schéma 20230606.pdfPage updated
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