Connecter le préamplificateur d'antenne avant ou après le balun?

[Yvan_Delaserge]

Bonjour,

Je vais construire une antenne hélice quadrifilaire destinée à la réception des images transmises par les satellites météo sur 137 MHz.

Les descriptions que l'on trouve sur le web comprennent un balun constitué de quelques boucles de câble coaxial. Le balun est nécessaire pour connecter cette antenne symétrique (balanced en anglais) au câble coaxial, qui est asymétrique (unbalanced).

Pour améliorer les performances de l'antenne, j'ai l'intention de placer un préamplificateur faible bruit, directement aux bornes de l'antenne.
Comme l'entrée et la sortie de préamplificateur sont elles aussi "unbalanced", un balun 1:1 est nécessaire.

La question est: Faut-il placer le balun avant le préampli (solution classique) ou bien y aurait-il quelque chose à gagner en connectant le préampli directement à l'antenne et le balun après?

Le préampli mesure seulement 3x3 centimètres, donc même s'il est monté à la sortie du préampli, le balun se trouverait toujours très proche du point d'alimentation de l'antenne.

Dans ce cas, l'effet du balun sera toujours d'éviter que la HF circule à l'extérieur du coax. Mais il s'agira dans ce cas, de la HF déjà amplifiée.

Qu'en pensez-vous?
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[Piefra]

Bjr,

Tu cite la sortie de ton ampli mais quid en entree : quelle impedance par rapport a l'antenne et balanced ou unbalanced

Un balun n'est necessaire que si y a besoin d'adaptation

Cdlt

[Yvan_Delaserge]

L'impedance de l'antenne et celles du preampli: entree et sortie sont de 50 ohms.

Balun signifie BALanced to UNbalanced. Ici, il est necessaire meme si les impedances sont egales, parce que l'antenne est balanced et l'entree du preampli ou du simple cable coaxial sont unbalanced.

[Patrick_91]

Hello,

Bonne question , en passant, non le balun sert a symétriser ou balancer en adaptant ou pas les impédance . Intuitivement je dirai de toute façon qu'il faut désymétriser avant l'entrée assymétrique de l'ampli. Si non trouver un préampli avec une entrée assymétrique .. le facteur de bruit de la chaine de réception sera d'autant faible que les impédances seront bien adaptées, mais quid de l'influence du balun (ou pas ?) je subodore que cela vaut mieux mais ?? .. Bien sur si le balun est plein de pertes , elles ne seront jamais rattrapées par le préampli et dans ce cas il ne vaut mieux pas mettre de balun !! ...
Bref le Balun fait de cable coaxial faible pertes fera bien le boulot a l'entrée du préampli, je préfère cette solution ..
A
MHz on trouve de tres bons coaxiaux ..
A plus

[A voir en vidéo sur Futura]

[Yvan_Delaserge]

Hello Patrick. Je suis bien d'accord avec toi, la question n'est pas triviale.
Pour prendre l'exemple des preamplis GaAsFET tres optimises pour tirer profit de la derniere fraction de decibel, on sait que le reglage correspondant a la meilleure adaptation d'impedance est different de celui procurant le plus faible bruit.
Je crois qu'une fois de plis, le dernier mot restera aux essais pratiques, mais je me demandais quand meme, avant de reinventer la roue, si quelqu'un avait deja ete confronte au meme probleme.

Ou trouve-t-on de tres bons coaxiaux? A MHz? Ou est-ce?

[Patrick_91]

Hello,
Daccord 100% pour les essais en vraie grandeur , oui les 137 MHz sont restés dans le clavier .... avec un Balun en coax cela sera du faible perte on peut certainement metre celui ci a l'entrée du pré-ampli ...
A plus

[f6bes]

Hello Patrick. Je suis bien d'accord avec toi, la question n'est pas triviale.
Pour prendre l'exemple des preamplis GaAsFET tres optimises pour tirer profit de la derniere fraction de decibel, on sait que le reglage correspondant a la meilleure adaptation d'impedance est different de celui procurant le plus faible bruit.
Je crois qu'une fois de plis, le dernier mot restera aux essais pratiques, mais je me demandais quand meme, avant de reinventer la roue, si quelqu'un avait deja ete confronte au meme probleme.

Ou trouve-t-on de tres bons coaxiaux? A MHz? Ou est-ce?

Bjr à toi,
Ce type de préampli n'est PAS sélectif. Bien beau d'avoir un facteur de bruit trés bas, mais si le préampli ACCEPTE tout
ce qui passe à sa portée...ça enléve ENORMEMENT d'intéret! (transmodulation et autres... = bande aviation , bande FM et j'en oublie )
https://www.ebay.com/itm/LNA-50-4000...kAAOSwTppeWK4Z
Donc nécessité de prévoir un filtre passe bande AVANT le préampli.
Dommage le gain moyen n'est pas indiqué !!
Bonne journée

[Patrick_91]

Hello,

Oui pour le filtre de bande, un filtre avec peu de poles aura peu de pertes et permettra d'attrnuer peut être suffisamment les signaux forts à l'entrée de l'ampli. Lee critère de choix pour l'ampli ne sera pas le gain , plutôt choisir en fonction du point d'intermod du 3 ème ordre et du facteur de bruit. Quitte ensuite a mettre un filtre tres sélectif a la sortie de l'ampli dont les pertes seront gommées par le gain de l'ampli cette fois. Faut ajuster tout ceci en fonction de l'environnement.


A plus

[Gwinver]

Bonsoir.

En complément de ce qui a été déjà dit, il est bon de vérifier l'impédance d'entrée de l'ampli faible bruit. Il arrive souvent que ce ne soit pas 50 ohms, auquel cas, la performance de l'antenne peut être dégradée.

[Yvan_Delaserge]

Je compte utiliser le preampli a MMIC du lien du message#1. Ce MMIC peut produire a la sortie une puissance de plus de 20 dBm. Ses impedances d'entree et de sortie sont specifiees a 50 Ohms.
J'ai la chance de ne pas habiter directement a cote d'emetteurs puissants. Donc pas de risque de saturer le preampli.
J'ai fait divers essais avec des filtres HF places juste avant le recepteur. Ils n'apportent pas d'amelioration.

C'est pour cette raison que je compte placer un preampli au plus pres de l'antenne, pour que les pertes dans le cable coaxial entre l'antenne et le recepteur ne degradent pas le rapport signal/bruit.

En allant au bout du concept, pourquoi (contrairement a la maniere classique) ne pas placer le MMIC (qui est minuscule)directement aux bornes de l'antenne et le faire suivre par le balun?

[Gwinver]

Bonsoir.

Eh oui, pourquoi pas, en plus certains MMIC sont à entrée et sortie symétrique, mais, il faudra faire attention au routage.
Le gain potentiel est la perte du balun, mais, en l'occurrence ce doit être assez faible (4 tours de câble coaxial à 137 MHz).

[Yvan_Delaserge]

Bonsoir.

Eh oui, pourquoi pas, en plus certains MMIC sont à entrée et sortie symétrique, mais, il faudra faire attention au routage.
Le gain potentiel est la perte du balun, mais, en l'occurrence ce doit être assez faible (4 tours de câble coaxial à 137 MHz).

Oui, tu as raison, on est plutot dans de l'academique.
Du reste, je me demande si l'effet balun de quatre pauvres petites spires de coax n'est pas un peu "virtuel" lui aussi. Surtout que dans la description, il les met a une certaine distance du ppint d'alimentation des deux boucles de l'antenne.

[Gwinver]

Bonjour.

L'effet balun est ici limité à une self pour limiter les courants dans la gaîne extérieure du coaxial.
Une estimation rapide est qu'une self de 4 spires donne une inductance de l'ordre de 400 nH, soit une réactance d'environ 350 Ohms.
Je m'interroge d'ailleurs sur le montage car le câble reste au milieu de l'hélice après la self (elle-même au milieu), mais, il est vrai que cet endroit est en principe presque "neutre" car pas trop éloigné du centre de géométrie des hélices.
Après, il faut être pragmatique et ne pas se poser trop de questions si ça marche: c'est de la réception et on recherche un diagramme de rayonnement pas trop pointu.

[Yvan_Delaserge]

En effet, surtout que l'attenuation du cable coaxial courant de type RG 58 a 137 dB est de l'ordre de 0,15 dB par metre. Les 4 spires de coax mesurent bien moins d'un metre de longueur.
Donc, arretons de faire du mal aux mouches: Il va etre difficile de voir une difference entre les deux montages:
Antenne->balun->MMIC
ou bien
Antenne->MMIC->balun

Mais a des frequences plus elevees, 1 GHz et plus, ca ferait peut-etre une difference.

[gwgidaz]

Bonjour,

Si le préampli est en sortie de l'antenne, il faut donc qu'il soit symétrique en entrée et en sortie, ce qui limite beaucoup les choix et ce n'est pas non plus très commode si on veut faire des mesures dessus...
Le balun n'ayant pratiquement pas de pertes, j'opterais personnellement pour antenne -balun- préampli.

0,15 dB de pertes ? ce serait sensible si l'antenne était "froide" c'est à dire ne voyait qu'une partie du ciel profond à basse température... Mais ce n'est pas le cas.
Un intérêt du balun, c'est d'éviter que le coaxial ne fasse partie de l'antenne, et capte des parasites par courant de gaine...ça peut arriver si un PC traîne dans le quartier....

[nornand]

Bjr , on parle ici de signaux en réception .

[antek]

Donc nécessité de prévoir un filtre passe bande AVANT le préampli.

Mes souvenirs (et rien d'autre) me disent que dans une chaine d'amplification, pour une efficacité maximale le premier maillon doit avoir une bande passante maxi et un facteur de bruit mini.
C'est un raccourci.

Ta proposition concerne un filtre passif ?

[gwgidaz]

Mes souvenirs (et rien d'autre) me disent que dans une chaine d'amplification, pour une efficacité maximale le premier maillon doit avoir une bande passante maxi et un facteur de bruit mini.
?

Bonjour,

Un facteur de bruit minimum, oui.
Par contre une bande passante maxi, non. Idéalement, le premier maillon doit avoir seulement la bande passante nécessaire à l'ensemble de la chaîne. De cette façon, les signaux forts hors de la bande passante nécessaire ne génèrent pas de perturbations par non linéarités ou saturation, ou produits d'intermodulation.

[Yvan_Delaserge]

Des problemes peuvent apparaitre si le preampli large bande voit, a cote du signal recherche, (a 137 MHz et de tres faible puissance) , des signaux non desires et de tres forte puissance (radiodiffusion FM de 80 a 100 MHz, pagers a 120 MHz). Si la dynamique du preampli n'est pas suffisante, il peut etre amene en saturation et dans cette zone de fonctionnement non lineaire, se comporter comme un melangeur.

Heureusement, on trouve actuellement des MMIC a la fois avec faible bruit, pouvant fournir jusqu'a 100 mW de puissance de sortie et vendus tout montes pour moins de 4 euros.

[f6bes]

Mes souvenirs (et rien d'autre) me disent que dans une chaine d'amplification, pour une efficacité maximale le premier maillon doit avoir une bande passante maxi et un facteur de bruit mini.
C'est un raccourci.

Ta proposition concerne un filtre passif ?

Remoi, Oui un filtre passif.
Gwgidaz ( 73 )a répondu pour la bande passante.
( Ne passer QUE ce qui est utile)
Bonne journée

[Vincent PETIT]

Bonjour à tout le groupe
Je trouve que cet un bon amplificateur http://www.farnell.com/datasheets/1848785.pdf !

Bon c'est une bricole mais c'est dommage qu'on ne sache pas quelle RFC a été utilisé dans cette carte toute faite. Si comme je le pense cette carte est la fidèle reproduction du typical application page 8 de la datasheet.



A 137MHz la RFC de 150nH aura une impédance de 130Ω et je trouve que la condition normale qui est X_L >> 50Ω (pour ne pas désadapter la sortie) n'est plus vraiment respectée.

A 137MHz les condensateur de liaison auront des impédances de 11Ω (contre 1Ω @ 900MHz par exemple), là aussi la condition X_C << 50Ω n'est plus vraiment respectée.

Peut être que les performances en terme de perte d'insertion ne seront pas si bonnes que dans la doc mais ce n'est peut être pas grand chose.

[gwgidaz]

Bonjour,
Le schéma est celui pour du 1900 MHz....Donc, oui, on pourrait optimiser un peu la self et les capas pour le 137 MHz...Et gratter une fraction de dB.
Par contre, ce serait osé de brancher directement cet ampli sur l'antenne, sans filtre de bande, car il y aura sur son entrée tous les signaux qu'on trouve aujourd'hui jusqu'à 1900 MHz. A moins d'habiter loin de tout emetteur et tout réseau.
Un filtre de bande du premier ordre à fort Qo et faible QC en entrée permettrait aussi d'adapter "parfaitement" l'antenne.
La sortie, c'est bien moins critique, puisqu'on perdrait à la fois sur le signal et sur le bruit.