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DATV sur 2300 MHz
Par Michel HB9AFO

Nous avons débuté nos essais sur 2300 MHz le 18 avril 2018, F5DB et moi. Les conditions étant encore précaires et je me suis déplacé au-dessus de Vich, bien en vue du QTH Haut-Savoyard de Bernard. J'avais mon récepteur 2300 MHz AR51001DX avec moi. F5DB avait 2 Watts dans une parabole de 3 mètres mais je devais écouter son émission en position Wide FM car son oscillateur était un ancien émetteur TV dont la fréquence était triplée, ce qui donnait un spectre HF assez étendu.
J'avais 3 antennes à tester: Une Flexa Yagi de 1,80 m de long (0 dB), une antenne "boîte de peinture" (- 11dB) et une source de parabole professionnelle (- 4dB). Avec la Flexa, la meilleure des trois, F5DB arrivait presque 40 dB au-dessus du souffle.
Après ce tour de chauffe, les essais se poursuivirent à mon QTH de Bussigny (JN36GN), qui est éloignée de 60 km de la Roche-sur-Foron (JN36DA) et caché par la chaîne des Voirons. Avec la Flexa sur le toit, sans préampli et avec un câble avec 6-8dB de perte, je reçus Bernard 7dB de S/N, en porteuse pure, pas encore de TV. Il avait troqué son ancien pilote TV instable contre la carte DATV Express, parfaite pour cet usage, avec un petit PA de 500mW. Je pouvais dorénavant le recevoir en USB ce qui facilitait grandement sa recherche dans le bruit.
J'installai ensuite en tête de mât un préampli à large bande télé-alimenté et équipé d'un PGA103+, ce qui fit passer le S/N à 14 dB, soit 7dB de plus. Le plus marrant, c'est qu'en coupant le télé-alimentation du préampli, le signal de Bernard passait encore avec 2 dB de S/N. Je soupçonnais cependant que le gain n'était pas suffisant pour compenser les pertes dans le câble et installai un second amplis derrière le premier. Et là catastrophe: le MMIC claqua sans l'ombre d'une hésitation! J'en trouvai la cause peu après: sur le toit, les signaux hors bande son tellement forts, les broadcasts et l'aviation notamment, qu'ils avaient créé une surtension sur le second étage ce qui avait détruit le MMIC. J'avais déjà expérimenté cette mésaventure lors d'essais précédents, le PGA103+ est sensible à la surcharge.
Hélice Wimo Flexa Yagi
J'ai alors remplacé la Flexa Yagi par une antenne hélice Wimo de 1,25m de long, qui a semblé donner de meilleures résultats au départ, mais ce qui s'est avéré être un effet de propagation après coup. La Flexa Yagi restait la meilleure.
Je décidai alors d'installer un ancien convertisseur 13-23 cm de DG0VE à la place du préampli de toit. Le résultat fut catastrophique: impossible de recevoir quoi que ce soit tant le convertisseur était saturé de toutes côtés par des signaux parasites. Je pris alors la décision de le transformer en simple préamplificateur à trois étages en coupant l'alimentation de l'oscillateur et en court-circuitant l'étage de sortie, accordé sur 1200 MHz. Avec cependant un succès mitigé puisque F5DB arrivait maintenant avec un S/N de 20dB, sans que son spectre TV ne soit visible.
Après quelques modifications, j'arrivai enfin à obtenir les 40dB de gain annoncés par DG0VE ce qui me permit de voir une augmentation très nette du bruit à l'enclenchement du préampli, signe que les pertes du câble de descente étaient plus que compensées. La porteuse de Bernard arrivait maintenant 30dB au-dessus du bruit et, le 8 mai, je pus enfin recevoir ma première image DATVde F5DB avec un spectre 2322 MHz SR 150kS/s de 6 dB.
J'eus alors l'idée d'utiliser une parabole Visiosat du toit, devenue inutile, mais je devais pour cela relier ce nouvel emplacement (à l'opposé du toit) au shack par un câble à faibles pertes. N'en ayant plus, je me suis joint à une une commande d'HB9ADJ pour en obtenir. En attendant, j'ai fais quelques essais avec un convertisseur TV bande S que j'avais acheté pour le 2300 MHz, en étant sûr que cet emplacement serait bien meilleur que l'habituel. Que nenni mon cousin, le signal de Bernard était noyé dans le QRM, comme l'était le convertisseur de DG0VE! Je descendis alors la parabole et fit de la réception depuis le sol mais à la verticale de l'emplacement "toit" qui était censé être meilleur. Le convertisseur fonctionna alors parfaitement mais le signal de Bernard n'arrivait pas mieux avec une parabole Visiosat de 90cm + convertisseur qu'avec la Flexa Yagi + préampli sur le toit. Et pourtant, j'avais affiné au mieux le positionnement du convertisseur le long du bracon. J'abandonnai alors la solution "parabole", pourtant censée être bien supérieure à la Flexa selon les spécialistes. Mais je reprendrai les essais dès que j'aurai reçu mon câble.
Après plusieurs tentatives, je reçus la porteuse de Pierre HB9IAM, de Genève, 7-8 dB au-dessus du bruit de fond sur 2320 MHz et même un 41 lorsqu'il passa en SSB. Mais il est vrai que nous avons une géographie "chahutée" entre nous. J'ai constaté un très fort QSB sur son signal, vraisemblablement dû aux avions puisqu'il jouxte la piste de l'aéroport de Cointrin. Cela me donna l'idée d'observer ce même phénomène sur le signalé de F5DB. Il y a quelquefois du QSB typique "avions" mais moins fréquemment qu'avec HB9IAM. Bernard étant plus éloigné de Cointrin, les avions volent plus haut ce qui permet moins de réflexions. Sur les conseils de Philippe F5AOD, j'ai alors installé le génial logiciel Air Scout de DL2ALF, qui permet de voir les passages des avions dans un périmètre donné et surtout d'estimer les réflexions possibles avec un correspondant donné. On peut le télécharger gratuitement ici.
L'installation de réception
Dans le shack, la chaîne de réception est la suivante:
Sur le toit, il y a une antenne 2300 MHz Flexa Yagi de 1,8 M de long en polarisation horizontale.
Suivie d'une préamplificateur télé-alimenté (convertisseur 13-23cm de DG0VE modifié en préampli)
Les résultats des tests sont systématiquement envoyés sur le site de F6DZP Tioune Monitor avec deux avantages:
QRM
Stimulé par une remarque de F6BIG qui doutait de la validité de mes mesures car, sur Tioune Monitor, la courbe du RF level ne correspondait pas au rapport signal/bruit que je signalais sur l'air, je me mis à investiguer afin de trouver la cause de cette bizarrerie. Ce niveau restait systématiquement à -40dBm +/- 1dB alors que je signalais des variations de plusieurs dB.
Dans un premier temps je pensais qu'il s'agissait d'une saturation du circuit de mesure du niveau HF du Minitiouner Pro car ma chaîne de réception acheminait un signal supérieur à celui qui venait de l'antenne dans le Minitiouner. Je soupçonnais donc une non-linéarité de son affichage. Uniquement de l'affichage car la réception correspondait parfaitement aux signaux que je voyais sur mon SDR. J'utilisai alors ma carte DATV-Express en générateur DVB-S à 2326 MHz suivie d'un bon atténuateur variable. Ce que je pensais s'avéra faux: l'affichage du RF level du Minitiouner Pro correspond bien au signal qui arrive sur sa prise antenne, il n'y a pas de point de saturation ou de compression.
Dans la foulée, je fis l'essai de recevoir le signal 2326 MHz de F5DB directement avec le Minitiouner, sans passer par ma chaîne de réception habituelle. Cela confirma que la réception était la même en direct ou par le récepteur AR5001DX, dans les deux cas le MER (qualité du signal reçu) était identique. La bizarrerie détectée par F6BIG n'était donc qu'un problème d'affichage du niveau HF par le Minitiouner Pro.
Le "Minitiouner Pro" a l'avantage d'avoir une couverture de fréquences étendue ce qui n'était pas le cas du "Minitiouner" d'origine. C'était ce qui m'avait motivé à construire ma chaîne de réception afin de m'affranchir d'une kyrielle de convertisseurs, un pour chaque bande.
L'avantage de la réception via le récepteur de trafic semi-pro AR5001DX c'est que j'utilise toujours la même configuration pour recevoir n'importe-quel signal DVB-S, DVB-T ou analogique compris entre 100 kHz et 3 GHz et que je peux visualiser tout cela avec le SDR. L'astuce est de tout transformer ce qui sort du récepteur en 437MHz, tous les appareils restant connectés et réglés sur cette fréquence. C'est réellement d'un très grand confort d'utilisation.
Restait donc à savoir pourquoi le signal RF level du Minitiouner Pro variait peu en amplitude, quel que soit le signal reçu.
J'observai alors l'entier de la bande recevable par le Minitiouner Pro, qui va de 150 MHz à 2450 MHz, au moyen du SDR et du logiciel parent "SpectrumSpy" qui transforme l'Air-Spy en analyseur à large bande. Et là je découvris l'harmonique 3 (1446 MHz) de l'oscillateur local à 482 MHz du convertisseur à un niveau beaucoup trop élevé. En fait, c'est elle que le Minitouner Prio mesurait, pas le signal arrivant qui se situait aux environs de 6 à10 dB au dessus du bruit. En fait, le Minitiouner Pro mesure la somme de tout ce qui arrive dans sa bande passante, c'est pour cela que le rapport S/N du signal arrivant était masqué par l'amplitude élevée de cette porteuse parasite.
Pour en avoir la preuve, je fis des mesures en injectant une porteuse parasite d'abord à 200 kHz du centre du signal de F5DB (DVB-S à SR 150 kS/s) puis à + 1,9 MHz. Dans les deux cas les résultats furent identiques:
Une porteuse qui dépasse de 35 dB le signal utile (à 200 kHz et à 1,9 MHz) ne perturbe pas la réception! Par contre, son amplitude se rajoute à celle du signal utile et masque ce dernier sur l'affichage du "RF level" de Tutioune et du TiouneMonitor.
Aux derniers essais, Le signal de Bernard arrive 13-14 dB au-dessus du bruit. Cela donne un confortable MER de 12-13 dB sur Tutioune. Il a actuellement 2 Watts (sortie TX) dans sa parabole de 3 mètres de diamètre.
2018.05.11 Tests d'un LNB 2400 MHz
J'ai tout d'abord modifié le LNB de façon à le retourner de 180 degrés car sa fixation d'origine le destinait à une petite parabole grillagée. Je l'ai ensuite fixé sur le bracon de la parabole Visiosat de 90cm (92 x 105 cm) au moyen d'un méplat d'alu sur lequel je pouvais déplacer le LNB afin de trouver son emplacement exact au foyer de l'antenne. Cette dernière se trouvait au sol, sur la terrasse, à l'endroit d'où j'avais contacté Bernard sur 10 GHz.
Tout cela n'a pas donné de bons résultats si bien que j'ai fixé le LNB sur un pied photo afin de pouvoir le déplacer dans tous les axes devant la parabole. Après beaucoup d'essais, le signal de F5DB n'arrivait pas mieux qu'avec l'antenne Flexa Yagi sur le toit. Une tentative avec le LNB fixé sur l'ancienne parabole TV Sat sur le toit, également une Visiosat 90 cm, fut catastrophique: le LNB était saturé par des signaux hors bande qui arrivent très fort à cet emplacement et n'était pas utilisable dans la bande 13 cm.
Le 15 mai 2018, la porteuse de HB9IAM est arrivée pour la première fois 20 dB au-dessus du souffle avec une antenne plate (30x30cm, 17dBi) sur le toit mais pas encore assez fort pour pouvoir décoder une image. Avec une propagation de nuit très erratique comme on peut le voir sur la figure ci-dessous sur le signal de F5DB.
2018.05.17 F5DB 2322 MHz
Excellente propagation 13cm, les signaux de
Bernard:
Porteuse à 45dB S/N DVB-S SR 125kS/s à 23dB S/N
2018.05.22 Commutateur sur le toit
La propagation du signal TV sur 2322 MHz est affectée d'un QSB rapide qui rend la comparaison entre antennes difficile. Afin de pouvoir passer rapidement d'une antenne à une autre, j'ai installé un commutateur télécommandé sur le toit. Il s'agit d'un commutateur professionnel à faibles pertes, utilisable jusqu'à 6 GHz à trois entrées. Un moteur 24V met le commutateur dans la bonne position en tournant toujours dans le même sens. Il s'ensuit une commutation très franche et parfaite.
J'ai tout d'abord comparé une antenne Flexa Yagi (2 mètres de long) fixée sur le côté du mât, avec une autre Flexa identique mais fixée de manière plus traditionnelle, avec le bras de force en dessous. Résultat identique.
Comparaison des 2 Flexa avec l'antenne hélice (1,25 m de long): 3 dB de moins avec l'hélice, ce qui est logique vu les longueurs respectives des antennes et aussi la perte de 3dB entre la polarisation horizontale du signal arrivant et la polarisation circulaire de l'antenne hélice.
Dernière comparaison entre l'antenne plate (30 x 30 cm,t 17,5 dBi de gain et 21 degrés d'ouverture) et la Flexa Yagi (2 mètres de long et 18dBd de gain) placées l'une à côté de l'autre, à 1 mètre de distance. Résultat:la Flexa surpasse la plate de 3 à 4 dB.
Pour lever le doute sur l'emplacement des antennes (un arbre se trouve dans l'axe à 50 mètres de distance), permutation des deux antennes. Résultat: l'emplacement de l'antenne joue un rôle, c'est certain, mais pas forcément capital, cela dépend de la propagation et de la météo... Réponse de Normand!.
Après des mois d'efforts, j'ai enfin pu recevoir le signal DATV 2300 MHz de Pierre HB9IAM. Comme avec F5DB, nous ne sommes pas à vue et séparés par une soixantaine de kilomètres. La dernière étape a été, pour lui, de mettre en service un PA plus puissant, et pour moi de décentrer l'antenne plate du mât afin de l'éloigner des obstacles qui masquent l'horizon. L'élément décisif a cependant été de varier la fréquence afin d'en trouver une où le spectre reçu était le meilleur. Sur le fréquence initiale il était affecté d'une grosse crevasse ce qui le rendait dissymétrique et empêchait la réception. Sur les conseils de F5DB, nous sommes montés en fréquence progressivement jusqu'à trouver celle qui donnait le signal le plus élevé et avec un spectre susceptible d'être décodé par le Minitiouner.
Les premiers essais, par pas de 1 MHz n'ont pas permis de trouver ce point idéal. Ce n'est que lorsque nous avons cherché la bonne fréquence en montant à chaque fois de 20 kHz que nous sommes tombés sur celle qui a permis de voir les images de Pierre!
La propagation du 2300 MHz est plus délicate que celle sur les autres bandes. Le spectre reçu varie de forme en fonction du temps et l'amplitude est affectée, quelque fois, d'un QSB rapide pouvant aller jusqu'à 15-20dB! Cela rend les pointage difficiles à faire avec précision et les comparaisons aléatoires. Je le constate tous les jours puisque je "passe mon temps" à commuter deux antennes pour voir laquelle est la meilleure. Et là c'est quelquefois l'une et quelquefois l'autre. Il faut observer sur plusieurs jours pour se faire une idée à peu près réaliste des gains respectifs des antennes.
Ce 28 mai fut un beau jour !...
L'antenne plate est éloignée du mât
Confirmation le 29 mai avec F5DB: je le reçois 25 dB de S/N avec l'antenne plate et 21 dB avec la Flexa Yagi. Sa porteuse pure arrive 46 dB au-dessus du souffle ce qui est le record actuel. Pour y arriver, Bernard au augmenté sa puissance (dans les 7 Watts sur porteuse) et moi décalé mon antenne plate afin de la sortir "de l'ombre" de l'arbre vers lequel elle pointe.
On le voit sur la photo ci-dessus, la zone de Fresnel des antennes 2,3GHz qui visent la direction de F5DB passe très près d'un très cèdre. C'est la raison qui m'a poussé à déporter l'antenne plate vers la gauche afin de la sortir de cette proximité. Mais cela ne me semblait insuffisant aussi ai-je récupéré un mât qui supportait une parabole TV devenue inutile situé à l'opposé du mât "2,3 GHz" initial.
J'y ai monté une seconde Flexa Yagi, identique à la première, ce qui allait me permettre de comparer les deux emplacements.
Dans un premier temps j'ai équipé cette nouvelle antenne avec le premier préamplificateur que j'avais, le convertisseur DG0VE modifié. Je fus déçu du résultat car l'amplitude du signal de F5DB était inférieur à celui reçu avec les premières antenne. Je décidai de permuter les préamplis afin de savoir si c'était eux qui donnaient un avantage à telle ou telle antenne. Et la réponse fut affirmative. La nouvelle antenne, équipée du préampli le plus performant, le DB6NT récemment acquis devenait alors nettement supérieure aux deux autres.
La nouvelle antenne est équipée d'un câble coaxial d'excellente qualité, un Hyperflex 10, donné pour 28dB de pertes aux 100 mètres à 1GHz. Il fait environ 18 mètres, ce qui est presque deux fois plus long que celui qui alimente les deux autres antennes. Avant de permuter les préamplis, le socle de bruit arrivant des 2 antennes du début avait une amplitude très supérieure à celui de la nouvelle antenne. Après la permutation, les 2 groupes donnaient à-peu-près le même niveau ce qui indiquait que le gain supérieur du préampli DB6NT par rapport au DG0VE compensait parfaitement la longueur double du câble de la nouvelle antenne (18 mètres contre 10 mètres).
La figure ci-contre montre la vue en direction de F5DB depuis l'emplacement de la nouvelle antenne.
(Par 100m à 1,2 GHz)
Tous mes copains me disaient qu'une parabole était supérieure à une yagi à 2,3 GHz. Le dernier essai à faire était donc d'échanger la nouvelle Flexa-Yagi contre une parabole offset Visiosat de 90/104 cm.
Il m'a fallu au préalable trouver un moyen pour orienter correctement la parabole dans le sens vertical car je ne pouvais pas monter sur le toit tout mon ensemble de réception. J'ai donc configuré mon TX DVB-T Hides HV-320 pour retransmettre le contenu de l'écran du notebook sur 437 MHz. De cette façon je pouvais voir l'effet du déplacement vertical de la parabole 2,3 GHz grâce à la vision du spectre du signal reçu visualisé par le logiciel SDR sharp. La réception, sur le toit se faisait avec un analyseur-récepteur TV SAT portatif X-Finder.
Restait encore à équiper la parabole d'une source 2,3 GHz ce qui fut fait avec une antenne patch que j'avais utilisé il y a 24 ans pour recevoir le relais TV HB9IBC sur 2380 MHz. Cette patch avait été développée par HB9RKR dans ce but et était configurée en polarisation circulaire. Je la montai telle-quelle afin de faire rapidement les premiers essais. J'utilisai une partie d'un ancien boîtier de LNB comme support.
2018.06.15 Le record F5DB-HB9AFO
Dernier test: Bernard a baissé l puissance pour voir quelle était la limite inférieure de décodage: 14 mW !
Mesuré à la sortie de l'émetteur. La DATV-Express seule, sans aucun PA ! L'image arrivait par intermittence bien-sûr, et en optimalisant les réglages de Minitioune. Mais c'est tout de même extraordinaire de voir une image parfaite sur 2.3GHz, à 60km de distance sans visibilité !
F5DB, La Roche-sur-Foron, JN36DA HB9AFO, Bussigny, JN36GN
Avec 3,6 W à la sortie du TX chez F5DB (mesurés au bolomètre) et mesure de la hauteur du spectre avec SDR# chez moi:
Conclusion: La source est donnée pour un
gain de 6 dB. On peut donc estimer que la parabole de 3 mètres de
diamètre de Bernard a un gain d'environ 25 dB à 2,3 GHz, ce qui est
inférieur au gain théorique. Mais cela s'explique par le fait que
toute la surface de la parabole n'est pas utilisée, une partie est
masquée par des obstacles proches. Il faudrait la monter de quelques
mètres ce qui est impossible pour un engin de cette taille et avec
la configuration de terrain chez Bernard.
Les signaux DVB-S SR150k ont été décodés sans problème chez moi. Normalement je considère que 6 dB de S/N est la valeur minimum pour que le Minitioune puisse décoder le signal. Là on a 6 dB avec la source seule mais le décodage était parfait parce que la propagation ne donnait presque pas de QSB à ce moment-là.
En DATV, le grand progrès serait d'accélérer la vitesse de décodage de l'ensemble de façon à ce que le soft puisse se synchroniser plus rapidement lorsqu'il y a des creux et des bosses dus au QSB. Mais on se heurte là au principe même du flux DATV puisqu'il faut plusieurs blocks de données pour pouvoir reconstituer une image complète. Il y a donc une limite physique à la rapidité de décodage qu'il ne sera pas possible d'améliorer même en bénéficiant des ordinateurs les plus puissants. Il est cependant probable qu'il y a encore matière à améliorations.
En théorie les points suivants sont à vue de mon antenne (calculé par F1QM):
F5DB, La Roche-sur-Foron, JN36DA HB9AFO, Bussigny, JN36GN
En résumé, ce que nous pensions s'est révélé
exact: seule la voie directe donne une signal utilisable entre
nous, hélas en réfraction car nous ne sommes pas en visibilité.
Nous avons croisé nos émissions: J'envoyais du 1286 MHz à F5DB pendant que lui m'envoyait du 2330 MHz. Nous avons chacun streamé ce que nous recevions sur Tiounemonitor si bien que nous pouvions voir se dérouler simultanément les courbes du niveau des signaux.
La courbe rouge est
celle du niveau de HF (puissance),
échelle de gauche
Téléchargez ce fichier et exécutez-le ensuite avec votre logiciel SDR# !
Conclusion:
Comparées entre elles, on peut voir que les deux
courbes ne se superposent pas à court terme. Le QSB n'apparaît pas
au même moment. Par contre, à l'échelle de l'heure, les courbes ont
les mêmes tendances à la hausse ou à la baisse. Avant de faire cette
comparaison en temps réel, nous avions l'impression que le QSB était
plus important sur 2,3 GHz que sur 1,2 GHz. En réalité ce n'est pas
le cas.
On ne le voit pas sur ces courbes car les transmissions ne se sont pas faites à ces heures-là, le QSB est en général plus profond entre 11h et 13h et entre 18h et 20 heures. Le signal baisse aussi fortement aux mêmes heures.
Afin de préparer la parabole pour le 10 GHZ et aussi pour faire des essais de réflexion via des avions ou des orages (RS), j'ai équipé la parabole offset Visiosat 90/104 cm de deux moteurs. Pour l'azimuth c'est un Yaesu G 450C qui a été monté et un Kenpro KR-500 pour le réglage de site. J'ai dû modifier le câblage de ce dernier car, dans la configuration illustrée par la photo, il tournait à l'envers, il descendait lorsque je pressais le switch UP et vice-versa. Pour équilibrer le poids de la parabole, je l'ai déporté vers l'arrière au moyen d'entretoises et fixé directement sur le moteur d'azimuth grâce à une plaque d'alu intermédiaire. Cela donne une configuration idéale pour ce genre de parabole, dont la fixation d'origine a pu être conservée.
Pour inverser le sens de rotation du moteur de site, on pourrait simplement le tourner de 180 degrés. Mais, dans mon cas, le problème était que les vis de fixation étaient alors du faux côté du moteur par rapport à la fixation sur le moteur d'azimuth. J'ai donc modifié électriquement le KR-500. Il suffit simplement de permuter les deux fils du potentiomètre de recopie 1 et 3 et les 2 fils d'alimentation du moteur 4 et 5. Donc de mettre le fil 1 du câble multibrin qui relie la boîte de commande au moteur à la place du 3 et vice-versa et faire de même avec les fils 4 et 5..
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La parabole az-él et le préampli la source-antenne patch
J'ai eu un problème une fois que tout a été monté: aucun signal n'arrivait au récepteur. Après bien des recherches, c'était le câble coaxial Hyperflex 10 qui avait été pincé entre deux tuile et qui faisait atténuateur. Et pourtant j'avais mesuré sa résistance ohmique qui c'était ok, j'avais également contrôléque le 12 Volts arrivait au préamplificateur. Après avoir tout remplacé, préampli, patch et câble (provisoire au-dessus du toit), j'a fini par reformer la partie écrasée du câble avec une pince plate, puis sécurisé le tout avec du scotch vulcanisable. Tout a refonctionné parfaitement par la suite, sans faux contact.
J'ai installé un second câble coaxial sur ce même mât afin de pouvoir driver le transverter 10 GHz tout en pouvant recevoir du 2,3 GHz dans la même direction grâce à une antenne Flexa Yagi 2,3 GHz de 2 mètres de long donnée pour un gain de 18dBd. J'au utilisé pour cela de l'Aircell 5 donné pour 22 dB/100m à 2,3 GHz. J'ai juste fait une erreur en sertissant les deux fiches N. La pinoche n'allait pas assez vers l'avant et ne faisait pas contact. Après échange des fiches et sertissage correct cette fois, tout était en ordre.
Mais alors quel travail! Dans le galetas dont la température devait certainement atteindre les 40 degrés et ensuite sur le toit. J'ai bien dû monter une douzaine de fois sur l'échelle. Laminé je vous dit, mais alors quel plaisir lorsque tout fut terminé !...
Je vais encore construire une source sous forme d'un cornet copié d'une antenne Tonna 2,3 GHz. J'espère pouvoir encore gagner quelques dB. Et puis ensuite je monterai le transverter 10GHz sur la parabole et le préampli 2,3 GHz sur la Flexa Yagi. Je serai alors prêt pour les journées F6BSJ de trafic 10 GHz contre le Mont Blanc. Je pourrai alors trafiquer sur 10 GHz depuis mon shack ce qui sera plus confortable que de devoir à chaque fois tout monter sur la terrasse.
Jusqu'à présent, la source de la parabole était une antenne patch prévue pour 2308 MHz. J'ai testé une patch montée en polarisation circulaire et une patch en polarisation plane, horizontale. Comme le prévoyait la théorie, c'est la seconde qui m'a donné le meilleur résultat, 2-3 dB de plus que la circulaire. C'est logique puisqu'à l'autre extrémité de la liaison Bernard F5DB utilise une antenne en polarisation horizontale. Il y a donc mismatch de polarisation que la théorie chiffre à 3 dB. Si Bernard avait utilisé une antenne à polarisation circulaire, il n'y aurait pas eu cette perte mais alors un effet pervers de taille: lorsque l'onde subit une réflexion sur son trajet, il peut y avoir modification de la polarisation, voire même son inversion. Dans le cas d'un couple horizontal-circulaire, la perte ne peut pas excéder 3 dB, alors qu'avec le couple circulaire-circulaire, la perte peut aller jusqu'à 20 dB si la polarisation s'inverse et devient circulaire droite-circulaire gauche.
Après pas mal de discussions, F5DB et F4CXQ m'ont tous deux conseillé d'adopter un cornet comme source pour la parabole et c'est ce que j'ai fait. Bernard a relevé les cotes du cornet qu'il y a sur son antenne Tonna et Hervé m'a envoyé l'abaque permettant de calculer les dimensions du cornet. J'ai alors construit ce "cornet Tonna", mais uniquement sa partie guide d'onde et je l'ai essayé tel-quel. Je monterai ultérieurement le côtés avant du cornet, l' "entonnoir" car je dois encore le calculer et je voulais déjà voir ce que donnait cette nouvelle source telle-quelle. La voici sur la photo ci-contre.
Ce guide d'onde est un parallélipipède rectangulaire de 95 x 43 x 91 mm construit avec du circuit-imprimé double-face (sauf l'arrière) de 1,5 mm d'épaisseur de type FR4. Centré sur le grand côté, à 33mm du fond (un quart d'onde), se trouve la probe qui capte la HF. C'est un simple fil argenté de 1 mm de 33 mm de long (un quart d'onde à 2300 MHz) soudé sur une prise châssis SMA.
On peut le voir sur la photo ci-contre, la fixation provisoire pour le premier essai consiste en 2 élastiques, c'est assez léger mais évidemment très provisoire.
Les premiers résultats sont mitigés, ce cornet semble avoir le même gain que la patch. En principe je vais encore tenter de gagner quelques poussières de dB en complétant le guide d'onde par sa partie "entonnoir". Je vais aussi mesurer la fréquence de résonance et le TOS du cornet mais je ne suis pas très bien équipé en 2300 pour cela. Je devrai improviser...
Le lendemain
Après bien des essais avec divers coupeurs, j'ai fini par pouvoir effectuer la mesure du TOS. Je l'ai fait au moyen du banc de mesure constitué par un générateur moRFeus, un amplificateur DB6NT (20mW-700mW), un coupleur "EME precision UHF-VHF directional coupler", un commutateur entre "direct" et "reverse" et un bolomètre Hewlett-Packard 435". Auparavant j'avais raccourci la probe de 33 à 29mm afin d'être plus près du quart d'onde, et aussi rapproché la prise SMA de 3 mm du fond du guide d'onde afin de respecter les mesures faites par F5DB sur un cornet d'origine Tonna. La mesure a donné entre 12 et 15dB entre direct et reverse, ce qui fait un ROS dans les 1,5:1 ce qui est excellent. Le cornet est centré sur 2360 MHz mais le TOS est quasiment constant entre 2300 et 2400 MHz. L'objectif est donc réalisé.
Positionnement du cornet sur le bracon de la parabole
Restait encore à positionner le cornet sur le bracon de la parabole. Dans le même but, en 2015 j'avais réalisé une petite mécanique permettant de faire glisser un LNB dans l'axe de la parabole afin d'en déterminer la position qui donnait la meilleure sensibilité. Je l'ai reprise et simplement fixé le cornet au moyen de deux élastiques pour les essais. Le résultat fut immédiat: 3 à 4 dB de plus que la patch !
Fixation des joues du cornet
Jusqu'à présent, le "cornet" n'en était en fait pas un puisqu'il n'avait pas sa partie "entonnoir" à l'entrée. C'était donc la dernière adjonction à effectuer sur ce qui n'était encore qu'un guide d'onde. J'ai pris les dimensions des joues de la version que Dom F6DRO a décrite dans la revue Hyper No 176 complétées par celles de l'article de F5AD, Antenne loop yagi 2300 MHz. J'ai réalisé les joues en époxy-cuivre FR4 pour circuit-imprimé à une face. La soudure n'a pas été une mince affaire et j'ai dû faire des cornières de cuivre très mince afin que la soudure prenne.
La première mise en route a une fois de plus apporté une amélioration au système, dans les 3 dB par rapport à la version "guide d'onde". Au final, j'obtiens dans les 20-22 dB de S/N sur le signal de F5DB de 3W sortie TX, par propagation médiocre de fin de journée.
A noter que j'écris souvent "environ", "dans les...", etc. parce que la propagation du 2300 MHz entre Bernard et moi est affectée d'un QSB constant, quelquefois très profond, plus de 10dB. Il est donc difficile d'être précis dans ces conditions.
Voilà, la parabole est en principe équipée et terminée. Je pourrais encore refaire un cornet de meilleure facture, en laiton argenté par exemple, car celui que j'ai rapidement réalisé n'est pas très précis. Les contacts entre plaques d'époxy cuivré n'est pas parfait et il est probable que je pourrais encore grapiller quelques dixièmes de dB en réalisant un cornet dans les règles de l'art. Mais ce n'est pas trop important puisque je reçois maintenant F5DB très confortablement . Je pense être assez près de la perfection avec cette antenne et je vais l'utiliser telle-quelle pendant quelques temps..
Nouveau record avec F5DB:
Je l'ai reçu avec une puissance à la sortie de l'émetteur de 7 mW. Pas mal non ?
Le bruit solaire est de 1dB.
Confirmation de l'amélioration:
Reçu F5DB en SR150 pendant toute une soirée avec 14mW sortie TX chez lui (DATV-Express barefoot) sans aucune coupure ni perturbation.
A-priori, on pourrait penser que, dans une bande donnée, le choix de la fréquence de travail soit sans influence sur la qualité de la transmission. Eh bien non, il n'est est rien, particulièrement en DATV. En phonie FM, par exemple, en région montagneuse il n'est pas rare que la réception soit affectée de distorsions, rendant la compréhensibilité difficile, ou en tous cas désagréable à l'oreille. Il suffit alors de déplacer la fréquence de travail de quelques canaux pour que la distorsion disparaisse. J'ai par exemple ce phénomène avec F6BIG (Annecy) que je reçois toujours avec de la distorsion sur 144.750. Il suffit alors de descendre de 25 kHz pour que la distorsion disparaisse. C'est le phénomène bien connu de la réception du signal arrivant via plusieurs directions (multipath), les signaux s'annulant mutuellement suivant les fréquences.
En DATV, le multipath génère des crevasses dans le spectre reçu, ce qui rend la synchronisation difficiel, voire impossible. Il suffit alors de déplacer la fréquence centrale de quelques dizaines, voire centaines, de kiloHertz pour éliminer la crevasse nuisible, du moins dans la plupart des cas. Lorsque le signal reçu est faible, il est aussi utile de déplacer la fréquence à la recherche d'une zône où le signal sera non pas diminué mais amplifié.
Nous avons souvent ce phénomène sur 2,3 GHz, F5DB et moi, et nous avons voulu en avoir le fin mot en tentant de répondre à la question: "De quoi dépend le choix de la meilleure fréquence? De la géographie (trajet physique et obstacles rencontrés) ou de la propagation. En d'autre termes, cette fréquence "idéale" est-elle fixe ou varie-t-elle au jour le jour? Pour le savoir, nous avons effectués une série de mesures.
Fréquence et force des signaux
Matin
Il ressort de cette mesure rapide que c'est le 2320 MHz qui est la meilleure fréquence.
Fin après-midi (en reserrant les fréquences)
Cette fois c'est le 2325 qui est la meilleure fréquence. Un jour plus tard c'était 2330 MHz !
On peut en retirer deux enseignements:
En fait c'est la propagation qui détermine quelle est la meilleure fréquence à utiliser pour avoir le meilleur signal. Il faut donc à chaque fois rechercher la meilleure fréquence si vraiment on en a besoin, notamment lorsque le signal est à la limite du décodable.
Quant-aux deux autres antennes, la plate et la Flexa Yagi, ces mesures montrent, ce jour-là, que la plate est meilleure que la Flexa. Ce n'est pas toujours le cas et même c'est souvent l'inverse. Cela dépend des jours. Mais ces deux antennes sont sur le même mât, 6 mètres plus au nord que le mât de la parabole. L'emplacement physique est très important au regard des obstacles proches. Pour en savoir plus, je vais déplacer le commutateur d'antenne et le mettre sur le mât de la parabole. Ainsi que pourrai comparer à chaque mesure le signal entre la parabole et une autre antenne.
Mise côte-à-côte de la source 2300MHz décrite ci-dessus et un PLL-LNB pour le 10GHz. Il sont séparés par 10cm d'axe en axe. Aucune perte n'a été mesurée par rapport au feed unique, ni sur 10GHz, ni sur 2300MHz.
A suivre...