Projet ADS-B: Antenne 1090Mhz - 1

Avant d'aller plus loin avec le tuner satellite modifié, je me suis attaqué à la réalisation d'une antenne 1090Mhz de type colinéaire. Après une longue recherche, mon choix s'est porté sur la conception proposée par N9ZIA.



Les dimensions des différents éléments ont été recalculées pour un accord sur 1.090Ghz, la réalisation n'a guère posé de problèmes par ailleurs. Les stubs de mise en phase ont été réalisés en laiton plein de 2mm enroulés autour d'un tube puis mis en forme à la pince et à l'étau. Les dipoles demi-onde sont, eux, réalisés en tube de laiton.



L'un des points de raccordement du stub de mise en phase le plus près du point d'alimentation de l'antenne est légèrement décalé de l'axe pour rattraper le déport induit par la forme en 'J' du stub d'alimentation. Des rondelles tournées en epoxy permettent d'aligner l'antenne dans le tube de PVC de 32mm qui servira de protection.



Cette approche autorise l'accord fin ultérieur l'antenne, l'ensemble étant simplement assemblé par soudure à l'étain.



Il me faut maintenant décider de l'implémentation du préamplificateur: dans un boitier indépendant situé au plus près de l'antenne ou directement dans l'antenne au-dessous du point de raccordement.

Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P - 3

Au hasard d'une recherche sur le Net, je suis tombé sur toutes les informations techniques que je cherchais à propos du Tuner Mitsumi TSU2-E01P, trop tard comme bien souvent.

Ceci étant, le synoptique confirme ce que mes mesures faisaient apparaître (et que le bon sens sous-entendait), le tuner intègre un circuit de CAG qu'il faudra peut être modifier, ou dévalider, au regard des caractéristiques des bursts ADS-B. A voir plus tard.

Un premier essai en grandeur réelle a confirmé la viabilité de l'approche. Le tuner modifié a tout simplement été raccordée à mon antenne discone sans même insérer un préamplificateur. Les trames GSM sont parfaitement visibles sur la sortie FI (avant le filtre SAW) en accordant celui-ci aux alentours de 958Mhz. Les squitters ADB-S le sont aussi après réaccord sur 1090Mhz mais quelques dB de plus en entrée ne feraient pas de mal.


Scope mémoire analogique (Tek 7833) configuré en mode réécriture

Il est même possible de visualiser des pulses DME.


La prochaine étape va être de réaliser une antenne accordée - dans un premier temps, une colinéaire à deux ou trois éléments - suivie d'un préamplificateur qui sera doté d'un filtre LC à 1090Mhz pour mesurer avec précision le niveau de sortie exploitable après le filtre SAW.

Projet ADS-B: Tuner SAT Mitsumi TSU2-E01P - 2

La modification consistant à modifier l'attaque du VCO du CXA1165 s'avère être la bonne solution. On notera que ce circuit prend son alimentation (pin 14) sur le rail 5V d'entrée du Tuner (la spécification mentionne une alimentation de 9 à 6.5V), la sortie régulée 5V (pin 13) étant raccordé à la broche d'entrée. Etonnant.

Les tests effectués sur ce VCO dont l'alimentation a été déconnectée du circuit AFC - coupure de la piste au plus près de la self de filtrage - montrent qu'il est possible d'obtenir une FI de sortie de 30 à 80Mhz.



Disposant d'un filtre SAW K3953M recupéré dans un magnétoscope trouvé dans une poubelle, le choix d'une FI à 37Mhz s'est imposé. Il se trouve que cette FI peut être facilement obtenue en polarisant les diodes Varicap avec la tension de 5V d'alimentation du CXA1165 et en retouchant 'un poil' la self d'accord.

Que demander de plus !



Signal en sortie de la broche 1 du CXA1165 pour un signal d'entrée à 900Mhz et une FI à 37Mhz (200mv/div)



Signal en sortie de la broche 5 du K3953M dont la broche 1 est directement raccordée à la boche 1 du CXA1165 pour le même signal d'entrée (200mv/div)

Le tuner d'origine a donc subi les modifications suivantes:
1- Intégration d'un 78L05 CMS pour générer localement le rail 5V depuis le rail 12V
2- Déport la broche 1 du CXA1165 - non câblée - sur une traversée ajoutée à cet effet
3- Alimentation en direct des varicaps depuis le rail 5V disponible sur la brochage 14
4- Accord de la self pour obtenir ~37Mhz boitier fermé


Déconnexion de l'AFC et du VCO


Régulateur 5V, Alimentation VCO, Sortie FI

Le K3953M est, pour l'instant, attaqué sans adaptation d'impédance depuis la sortie 75R du CXA1165, la broche 2 du filtre étant mise à la masse. J'envisage d'amplifier le signal de sortie en mode équilibré (broches 4 et 5) par un amplificateur video classique, LM733 ou NE592, selon ce que je trouverai dans mes tiroirs. Ce signal attaquera ensuite un amplificateur détecteur logarithmique AD8307 dont la sortie fournira un signal binaire directement exploitable par un microprocesseur. Nota: l'étage d'amplification ne sera peut être pas nécessaire, les mesures refaites ce soir sur une charge de 50R (avec désadaptation donc dans les plus mauvaises conditions) me donnant un niveau de sortie de l'ordre de -8dBm soit un peu moins de 2V en sortie de l'AD8307 d'après les spécifications.

On notera que la sortie [LVL] du tuner donne une bonne indication du niveau d'entrée (de 1.4V pour 200µV à quelques 9V pour 650mV) et la sortie [AFC] (déconnecté du VCO) fourni un signal qui semble - à vérifier plus en détail - être bien lié à l'accord sur la porteuse.

La mesure de la fréquence sur la sortie [DIV] permettra d'accorder le tuner sur 1090Mhz. L'accord sera obtenu par la lecture d'une fréquence de 6.130Mhz. La formule Fdiv = (Fin + 479500)/256 donne la relation entre la fréquence lue sur la sortie [DIV] et la fréquence d'accord. Les fréquences sont ici données en kHz.

Le plus dur reste à faire: un préamplificateur accordé à grand gain (pour mémoire, la sensibilité minimale du tuner est de l'ordre de 200µV). Ce préamplificateur sera placé au plus près de l'antenne, et alimenté par le tuner via un coaxial satellite de 75R d'impédance.

Idéalement, un bloc constitué d'un filtre SAW 1090Mhz suivi d'un MMIC pourrait être intégré dans le tuner pour améliorer sa sensibilité, le signal étant préamplifié au niveau de l'antenne par un bloc identique. Mes recherches ne m'ont pas encore permis de trouver une source d'approvisionnement de ces filtres accessibles à l'amateur (sauf à commander un rouleau de plus de 1000 pièces).