Après avoir programmé notre carte TTGO avec MySondy GO, il reste un point essentiel à améliorer : l’antenne. Ce onzième article prolonge la chasse aux radiosondes avec la fabrication d’une antenne CJU 403 MHz, mieux adaptée aux fréquences réellement utilisées par les radiosondes météo.
Introduction
Dans le dixième article, nous avons découvert les cartes TTGO LoRa32 de Lilygo et le logiciel MySondy GO. L’objectif était de préparer un petit récepteur portable, associé à un téléphone Android, afin de partir à la recherche des radiosondes après leur chute.
Ce onzième volet prolonge directement cette expérimentation. Nous conservons le même équipement de base, mais nous allons nous intéresser à un élément décisif pour la réussite d’une recherche sur le terrain : l’antenne. En réception radio, elle fait souvent la différence entre un signal exploitable et un silence complet.
La mini-antenne livrée avec la carte TTGO est prévue pour la bande des 433 MHz. Or les radiosondes que nous cherchons à recevoir travaillent plutôt autour de 402 à 403 MHz. L’écart peut paraître modeste, mais il devient important lorsque l’on souhaite approcher une sonde au sol, parfois cachée dans un champ, un bois, un fossé ou une zone difficile d’accès.
Nous allons donc repartir de ce constat pour construire une antenne plus adaptée : l’antenne CJU 403 MHz, décrite par plusieurs radioamateurs sur le site radiosonde.eu. Elle sera associée à ses accessoires, dont l’atténuateur à décalage, très utile lorsque l’on se rapproche de la sonde et que le signal devient trop fort pour être interprété facilement.
Comme toujours dans cette série, la démarche restera pratique. Nous verrons les matériaux utilisés, les cotes à respecter, le pliage du rond d’aluminium, les premiers assemblages, les essais et les petits ajustements nécessaires. L’objectif n’est pas de réaliser un instrument de laboratoire, mais un outil simple, reproductible et efficace pour l’expérimentateur.
Ce dernier volet complète donc le précédent. Après l’électronique, le logiciel, le boîtier et le téléphone Android, nous abordons la partie antenne, indispensable à une vraie utilisation sur le terrain. Une station portable de chasse aux radiosondes ne se résume pas à son récepteur : elle dépend aussi beaucoup de ce que l’on place au bout de la prise d’antenne.
Nous pouvons maintenant reprendre le sujet Radiosonde et TTGO – MySondy GO, puis poursuivre avec la fabrication de l’antenne et de ses accessoires.
Radiosonde et TTGO – MySondy GO
Avec le dixième article, nous découvrions les cartes TTGO de Lilygo nommées LoRa32 qui allaient nous permettre de revenir sur l’un des sujets phare de nos articles : la chasse aux radiosondes. Notre objectif, avec ce petit boitier, était de partir à leurs recherches près de leurs points de chute après avoir obtenu une position GPS approximative (voir Technique SDR 4).
Exemple de donnée RadioSondy
L’antenne (reprise de la fin de notre précédent article)
Selon des informations de la doc Internet, la mini-antenne vendue avec la carte TTGO est accordée sur 433 MHz. En fait, des mesures ont montré qu’elle l’était sur 475 MHz (on ne peut pas faire confiance aux chinois 😊).
Curieux, je l’ai « démonté. » Il s’agissait d’un fil de cuivre en forme de tirebouchon. J’ai compté 19 tours d’un fil émaillé ayant été, à l’origine, enroulé sur un support de 3,5 mm de diamètre. Le fil semble avoir un diamètre de 0,5 mm ou moins.
L’antenne est accordée sur 475 MHz
L’antenne vendue avec la carte TTGO
Dans notre cas, il faut une antenne accordée sur 402 MHz. Avec celle-ci, il ne s’agira pas de faire de la réception sur des objets éloignés, mais sur des boitiers radiosondes situés entre quelques centaines de mètres et 1 km du point d’écoute.
Très vite, j’oriente mon choix vers l’antenne CJU 403 MHz par F0ERP, F6IPO, F4GRT et F4FKB décrite sur le site radiosonde.eu associé à l’atténuateur à décalage décrit dans ce même article par Michel, F6IPO.
De A à Z, l’antenne CJU 403 MHz et ses accessoires
Ayant contacté Michel, il me transmet un dossier complet sur son propre montage. Je me décide à fabriquer une antenne selon ses cotes.
L’ensemble antenne/récepteur de Michel, F6IPO (source radiosonde.eu)
Sur la même page radiosonde.eu, un autre radioamateur indique avoir réalisé un modèle légèrement différent après une simulation avec le logiciel Eznec (dorénavant gratuit). Si un lecteur se sentait le courage d’écrire un petit tutoriel à ce sujet, je serais intéressé à le rajouter à cet article.
J’achète le rond d’aluminium, diamètre 4 mm sur Internet, chez Bricoman
Site de vente Bricoman
Reçu, par transporteur, quatre jours plus tard, le port m’a couté 5 €.
L’antenne CJU de Michel, F6IPO avec son atténuateur à décalage
Pour le pliage, un simple étau fait l’affaire.
Pliage 1/2
Pliage 2/2
Attention, si l’on souhaite avoir un espacement de 20 mm entre les deux dominos soudés (voir ci-dessous), il faut que cet espacement soit de 34 mm à la fabrication du trombone.
Colliers de plomberie
Une fois plié, je soude aux deux extrémités du trombone la borne métallique d’un domino électrique que j’ai préalablement extrait de son enveloppe plastique. La soudure se fait après extraction d’une des deux vis de la borne.
Pour la fixation, sur un liteau de bois de longueur 80 cm (largeur 4,7 cm, épaisseur 1,8 cm), j’utilise des colliers de plomberie fixée à l’aide de vis à tête cylindrique 3,5 x 16 mm.
Dominos électriques
Suivant les conseils des uns et des autres, je décide d’associer cette antenne à un atténuateur réglable et à décalage. Michel, F6IPO, m’explique en effet qu’un simple atténuateur résistif n’est pas la meilleure solution pour la recherche des radiosondes en environnement proche. En effet, les récepteurs utilisés ne sont généralement pas suffisamment blindés, voire pas du tout. L’atténuateur passif réduira la tension présente à la prise d’antenne, mais les signaux RF étant reçus directement, ils satureront les circuits d’entrée non blindés, rendant l’atténuateur inefficace.
Par contre, la technique du décalage de la fréquence du récepteur permettra de s’affranchir de cet impact direct sur les circuits d’entrée.
L’atténuateur à décalage utilisé par Michel, se compose d’un oscillateur local de 4 MHz, d’un mélangeur à diode et d’un potentiomètre de réglage du niveau d’atténuation.
Si, par exemple, la balise de notre ballon-sonde émet sur 405 MHz, il suffira de régler le récepteur sur l’une des deux fréquences produites par le mélange (405 plus ou moins 4 MHz, soit 401 ou 409 MHz pour notre exemple). Un potentiomètre logarithmique contrôle permet de régler le niveau de l’oscillateur local injecté dans le mélangeur. L’atténuation maximum obtenue est théoriquement largement supérieure à 100 dB.
Schéma de l’atténuateur à décalage utilisé par Michel, F6IPO. Merci à lui, pour m’avoir autorisé à le publier. Il m’a néanmoins précisé qu’il n’en est pas l’auteur mais qu’il a dû « le glaner un jour lointain sur Internet. » Si l’auteur de ce schéma se reconnait, je m’empresserai de modifier cet article afin de lui en attribuer la paternité.
J’ai eu, pour ma part, la chance de recevoir le circuit imprimé correspondant sans avoir à le faire réaliser. Il mesure 40.5 x 20.2 mm.
Les lecteurs qui souhaiteraient le faire réaliser, tout en évitant une commande en Chine peuvent s’adresser à la société JLCPCB. Voir pour cela : https://www.framboise314.fr/jlcpcb-fabrique-les-circuits-que-vous-imaginez/
Circuit imprimé pour l’atténuateur à décalage utilisé par Michel, F6IPO. Merci à lui, pour m’avoir autorisé à le publier
L’achat des composants a été réalisé auprès de la société E44 (www.e44.com). Les références et désignations des composants nécessaires sont listées ci-dessous.
Composants pour l’atténuateur à décalage utilisé par Michel, F6IPO.
Après réception du matériel, il ne reste plus qu’à monter l’ensemble.
Le boitier atténuateur et ses composants
Voici, pour information, mes diamètres de perçage :
- Potentiomètre : 10 mm
- Fiches BNC : 9,1 mm
- LED : 5 mm
L’ensemble antenne/atténuateur/TTGO
Bonne chasse à vous !
Et voilà cette série d’articles terminée. J’espère qu’elle vous aura donné envie de découvrir, à votre tour, quelques aspects de la radio logicielle. Pour ma part, je dois aujourd’hui laisser mes récepteurs et ma nouvelle antenne pour rejoindre la région Est ou m’attend un nouveau petit-fils… Je compte bien cependant revenir vers vous, dans quelques mois, avec un petit supplément ayant pour titre « Quoi de neuf dans le monde SDR ».
Vignette : https://www.piqsels.com
Cet article est reproduit sur HamAnalyst avec l’autorisation de son auteur, François Paget, qui en conserve la pleine propriété intellectuelle. Retrouvez les travaux originaux sur : François Paget.
François Paget est aujourd’hui retraité. Membre fondateur du McAfee Labs, il y travailla de 1993 à 2016 comme spécialiste de la sécurité informatique et de la cybercriminalité. Il s’est notamment intéressé aux programmes malveillants, aux nouvelles menaces numériques, à la fraude financière et aux cyber-conflits. Longtemps Secrétaire général du CLUSIF, il anima son Panorama de la Cybercriminalité de 2002 à 2017 et publia en 2005, chez Dunod, l’ouvrage Vers & Virus.
Toujours curieux de techniques nouvelles, il s’est également passionné, à partir de 2021, pour la radio logicielle, ou SDR. Il a depuis publié plusieurs articles de vulgarisation consacrés au décodage de signaux numériques, notamment dans la revue Radioamateurs France et sur les sites ON5VL et HamAnalyst. Ses expérimentations récentes portent en particulier sur la réception ADS-B dans la bande des 1090 MHz.
Avec son épouse Yvette, il partage son temps entre la région parisienne et les Landes. Ils ont trois enfants et six petits-enfants.
