mardi 25 août 2009

Projet ADS-B: Antenne 1090Mhz - 4

L'antenne colinéaire n'apportant qu'un faible gain qui sera annulé par l'atténuation des 20 mètres de coaxial, l'utilisation d'un préamplificateur s'avère nécessaire pour obtenir les 200µV requis par l'étage d'entrée du tuner.

Je ne m'attendais cependant pas aux difficultés que j'ai pu rencontrer, difficultés probablement provoquées par mon ignorance en matière de conception dans ce domaine de fréquence, et par l'absence d'un équipement ad hoc pour effectuer les mesures à 1090Mhz. J'en suis réduit à travailler sur l'harmonique 3, mon générateur ne dépassant pas les 990MHz !

Un prototype employant un GaasFET NEC récupéré dans une LNB de satellite s'est avéré parfaitement fonctionnel. Le gain final requis devait être obtenu par l'adjonction d'un MMIC ERA-1SM.

Une première version - tous les composants sur la même surface - a été réalisée. Hélas, ce préamplificateur s'est transformé en un magnifique oscillateur à 1.15Ghz lors de la mise en place d'un blindage en cuivre.


Première version du préamplificateur

Une seconde version - alimentation sur une face séparée - ne m'a pas permis de résoudre ce problème d'instabilité lequel a disparu en séparant le préamplificateur de l'antenne.


Seconde version du préamplificateur - alimentation


Seconde version du préamplificateur - GaasFET et ERA-1SM

L'idée d'intégrer le préamplificateur au pied de l'antenne était probablement une fausse bonne idée, la ligne d'accord en 'J' ayant une influence certaine sur le comportement du préamplificateur.

Je me suis donc rabattu sur une conception plus classique d'une antenne et d'un préamplificateur indépendant logé dans un boitier blindé séparé. L'avantage de cette conception est qu'il me sera plus facile de qualifier, et de faire évoluer, les éléments indépendamment.


Antenne finalisée

Le bon fonctionnement de cette antenne a été validé en la comparant avec la discone qui m'avait permis de confirmer la bonne réception des signaux ADB-S avec le tuner modifié. En l'absence de matériel de mesure ad hoc, dont un analyseur vectoriel montant à cette fréquence, je n'ai pu réellement qualifier ses performances.

L'amplitude des bursts reçus via celle-ci, posée sur un pied de 2m et raccordée avec un bout de coaxial de 10m en RG58 (~2.6dB de perte), semble être légèrement supérieurs à ceux reçu via la discone située à 10m du sol raccordée avec 20m de coaxial CATV19 (~3.8dB de perte). Mais pour être honnête, cette mesure n'a pas grande signification car non reproductible d'une mesure à l'autre: la puissance des bursts reçus est aléatoire, et les caractéristiques de ces derniers - pulses de 1µS dans une trame d'au plus 32uS pulses - ne permettant pas d'estimer avec une bonne marge d'erreur l'amplitude. La sanction tombera quand l'ensemble sera fini et que le taux d'erreur pourra être mesuré par logiciel.

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