Une station de communication de faible puissance dans un seau – Partie 2, par Tunnel Rabbit

(Suite de la partie 1.)

Sélection de l’émetteur-récepteur

Il s’agit de radios de tailles et de types différents. Pour comparer les tailles, la photo illustre pourquoi nous devrions choisir des émetteurs-récepteurs plus petits qui nous permettront d’en mettre autant que possible dans la boîte métallique qui se trouve à l’intérieur du seau de 6 gallons. La boîte métallique est nécessaire pour la protection contre les effets EMP et comme protection supplémentaire contre l’environnement lorsqu’elle est stockée à l’intérieur ou à l’extérieur du seau).

Le plus petit en taille est le minuscule Anytone Smart qui est un 10 Meter FM, et 16 watts PEP CB AM/FM qui a 400 fréquences canalisées entre 24 à 30Mhz. Il couvre les services 10, 11 et 12 mètres et les services CB dans les pays étrangers si le propriétaire effectue deux modifications. Non modifié, il s’agit d’un 10 mètres AM/FM qui peut être d’une utilité limitée. Il n’a pas de SSB, mais il est peu coûteux. Un CB Uniden de petite taille et bon marché (moins de 100 $) serait un meilleur choix pour la plupart des gens. Bien qu’il existe de meilleures CB, la taille réduite des émetteurs-récepteurs permet de faire de la place pour d’autres équipements importants. Les CB les moins chères devraient émettre avec la même puissance que les CB mobiles les plus chères.

Chacun des deux câbles coaxiaux de 25 pieds peut être placé dans un arbre ou sur un poteau et relié à plusieurs antennes dipôles 1/2 onde pour CB, 10 mètres, VHF, ou UHF antennes filaires à plan de masse 1/4 onde. L’autre émetteur-récepteur mobile émet avec un maximum de 45 watts, mais il est relativement grand et ne couvre que les VHF. La plus grande antenne filaire 1/4 d’onde est pour 70 cm. Les antennes 1.25CM et 2 Meter/MURS sont des dipôles.

S’il n’y a pas assez de place dans une petite boîte métallique pour tous ces émetteurs-récepteurs, plusieurs Baofeng UV5R devraient faire l’affaire. Comme le Baofeng UV5R et d’autres émetteurs-récepteurs similaires, tels que Anytone, Wouxon, et d’autres sont généralement bi-bande, un ordinateur de poche peut remplir le rôle d’un mobile dans une opération de faible puissance lorsqu’il est connecté à une antenne externe, car sa capacité à envoyer et recevoir des signaux est améliorée de 7,7dBi (environ 2 fois mieux). Le Midland GXT GMRS/FRS est un bon choix, en raison de son réglage de très faible puissance qui transmet avec un maximum de 200 Mw (2/10e d’un watt). Ils peuvent également être utilisés avec le répéteur simplex.

L’autre est un ancien Smart Comm, un émetteur-récepteur portatif VHF à bande professionnelle. Bien que de bonne qualité, le coût de remplacement des piles et leur disponibilité pour les anciens émetteurs-récepteurs de bonne qualité utilisant des piles ni-cad ou des piles hybrides nickel-métal peuvent être un problème en raison de leur âge et de leur coût, et ils prennent plus de place que le Baofeng UV5R, et d’autres choix. Le seau pourrait être stocké pendant une période de temps considérable, c’est pourquoi le lithium et la technologie des batteries AGM sont les meilleures options si l’entretien périodique n’est pas possible.

Satisfaire aux exigences opérationnelles

Si, par souci de redondance, nous ne pouvons pas nous offrir plusieurs Yaesu 817 ou ICOM 705, le travail peut quand même être fait. Les émetteurs-récepteurs présentés couvrent la majeure partie du spectre UHF/VHF. L’exception notable est la HF et la VHF basse qui, à l’exception de la Citizen Band, sont des bandes de radioamateurs. Le 6 mètres serait bien, mais nous avons le PEP Anytone Smart de 16 watts qui a une tranche de 10 mètres (AM/FM seulement) qui va au-delà de ce que les transceivers communs et peu coûteux peuvent faire. La partie FM de la CB nous permet également de sortir des sentiers battus et est en grande partie inintelligible par rapport à la partie AM de la CB. Un émetteur-récepteur CB est indispensable, car c’est le plus facile à utiliser et, par conséquent, c’est le service radio que la plupart des gens utiliseront sur de plus longues distances. Les titulaires d’une licence de technicien peuvent ne pas modifier l’Anytone Smart, utiliser le 10 mètres tel quel et acheter une CB. L’Anytone Smart est une bizarrerie, mais elle ne coûte que 59,00 $. Il est pas un must comme le CB. Le QYT KT7900D ne coûtait que 109 $, donc pour environ 168 $, c’est une grande capacité pour l’argent dépensé.

Lorsqu’ils sont utilisés sur le terrain, pour réduire l’encombrement d’un bureau de fortune, deux des émetteurs-récepteurs illustrés peuvent être opérationnels et protégés à l’intérieur du seau ou de la boîte métallique, le Baofeng qui est utilisé exclusivement pour les transmissions numériques via une tablette Android, et l’émetteur-récepteur qui fait partie du répéteur simplex. Un microphone externe (tel qu’un micro-cravate) peut également être connecté à un Baofeng qui est fixé à sa base de chargement et stationnaire. La surface supérieure de la boîte métallique offre un espace de travail supplémentaire.

Antennes

L’espace étant compté dans le Commo Bucket, des antennes compactes ont été utilisées. La plupart des antennes du commerce pas à l’intérieur du seau lorsqu’il est complètement emballé. Apprenez à fabriquer de simples antennes dipôles suffisamment compactes pour tenir dans un sac ou un seau à munitions. La construction de ces antennes servira de base à la fabrication d’antennes plus grandes et plus performantes à l’avenir. Apprenez également des techniques de terrain qui vous permettront de rester à l’antenne.

La capacité de fabriquer ses propres antennes pour les appareils portatifs et les émetteurs-récepteurs plus puissants des stations de base qui résonnent sur les mêmes fréquences est une compétence essentielle pour maintenir la station. C’est aussi l’occasion de sortir des sentiers battus et d’ajouter une couche de sécurité de communication par l’obscurité. Dans la section concernant la fabrication d’antennes portatives, et d’autres points de cet article, je n’ai connaissance d’aucune source fournissant ces informations. Cela signifie que le lecteur aura en sa possession un avantage technique que peu d’autres possèdent. Garder une longueur d’avance sur les autres est un avantage important. En s’adaptant et en innovant en permanence, on a plus de chances de survivre. Ceux qui refusent de s’adapter périssent.

De bonnes antennes peuvent être fabriquées avec seulement un multi-outil, un pistolet à souder, et un ROSmètre. Un ROSmètre serait difficile à trouver après un effondrement. La plupart des gens n’ayant pas les moyens d’acheter plusieurs analyseurs d’antennes, il faudra se contenter de plusieurs ROS-mètres. Les antennes sont l’autre moitié de ce qui fait fonctionner un émetteur-récepteur. Un émetteur-récepteur bon marché de qualité médiocre connecté à une bonne antenne sera plus performant que l’émetteur-récepteur de qualité supérieure connecté à une antenne de qualité médiocre ou endommagée que nous sommes incapables de réparer. L’utilisation d’une antenne endommagée dont le TOS est excessif finira par endommager l’émetteur-récepteur. Procurez-vous plusieurs jeux de ces outils. Investissez d’abord dans plusieurs TOS, puis dans une réserve de soudure, de flux et de plusieurs fers à souder ou « pistolets ».

Antennes de remplacement robustes pour émetteurs-récepteurs portatifs

Au cours des derniers mois, j’ai testé les antennes d’un nouveau lot de Baofengs, et j’ai trouvé que 20% d’entre elles avaient des TOS excessivement élevés. Les Baofengs ne réduisent pas automatiquement la puissance pour se protéger contre des TOS trop élevés. En raison des performances incohérentes des antennes Baofeng et Nagoya, pour le côté VHF, je les ai remplacées par des antennes Wouxun à prix raisonnable qui sont idéales pour 150 à 155Mhz. Plus la longueur de l’antenne est proche de son quart de longueur d’onde physique, plus elle est un bon radiateur. Un TOS excessivement élevé sur une antenne plus longue se propage généralement mieux qu’une antenne plus courte avec un faible TOS. Ce fait amène l’utilisateur à croire que l’antenne la plus longue est une meilleure antenne, alors qu’en réalité, les finales de l’émetteur-récepteur sont endommagées. Mes antennes portables UHF faites maison ont un TOS très plat, et se propagent aussi bien que la Nagoya.

La version flexible utilise du câble coaxial RG8X de Tram. L’autre version utilise une fine tige de soudure en bronze à basse température qui est également flexible. RG59, et RG58 fonctionneraient, mais le conducteur central fin et fragile en fait un choix de loin inférieur au conducteur central RG8X toronné. RG8x vaut bien la dépense. La qualité du RG58 est désormais irrégulière et souvent décevante. Commandez une bobine de 500 pieds de Tram RG8X pour obtenir un câble de bonne qualité à moindre coût (221,00 $). Pour chaque antenne, nous aurons besoin d’un adaptateur SO239 (UHF) à SMA femelle, d’un connecteur PL259 et de 6 pouces de câble. Attachez simplement l’extrémité d’un câble coaxial PLAYS à un câble de 6 pouces de long. Au niveau du connecteur, enlevez le blindage extérieur tressé pour exposer le fil central isolé qui servira de radiateur.

Parce que les antennes UHF sont à large bande (50 mégahertz de couverture), un ROS n’est pas nécessaire si l’on connaît la longueur du radiateur pour une fréquence centrale particulière, ou ‘de conception’. Pour l’antenne en fil de bronze RG8X, couper le conducteur central à 4 3/4″ pour 420.000Mhz à 460.000Mhz. Pour 430.000Mhz à 480.000Mhz couper à 4 1/2″. Pour GMRS, 462 à 468Mhz, couper à 4 5/16″ pour un TOS de 1,1:1 à 465.000Mhz. Le type de fil est le plus facile à construire. Assombrissez l’isolation blanche du fil conducteur central avec un marqueur permanent noir, ou ajoutez une section de gaine thermorétractable sur la longueur du radiateur pour le raidir, et pour améliorer son apparence. Ce type d’antenne fonctionne bien sur UHF, mais pour 1,25CM, utilisez la tige de soudure en bronze ou un fouet en acier inoxydable. Ce type d’antenne ne fonctionne pas sur les fréquences 2 Mètres ou MURS sans contrepoids. Le coût est de moins de 4$ par pièce, et les performances sont excellentes. Le prix réel en pièces détachées peut être d’environ 1,50 $, si l’adaptateur SO239 vers SMA F est également utilisé pour la connexion à une antenne extérieure. Le radiateur peut être facilement soudé et remplacé par un radiateur plus long qui peut être réglé sur une autre partie du spectre.

Antennes à plan de sol quart d’onde

Un poteau plus grand peut également être installé à l’intérieur du tuyau bleu qui est fixé sur le côté du seau pour augmenter la hauteur de l’antenne. Dans le monde des radioamateurs, l’adage « la hauteur, c’est la force » est une règle empirique qui a fait ses preuves. Une hauteur de 15 pieds offre la plus grande couverture pour la plus petite hauteur. Le poids de l’accumulateur à l’intérieur peut servir de lest pour stabiliser le poids d’une yagi VHF ou d’un mât en J VHF plus grand. Un plan de masse 1/4 d’onde est une conception d’antenne commune qui fonctionne bien dans toutes les situations et qui a également une largeur de bande large, typiquement 10 mégahertz ou plus. En raison de ces caractéristiques, il s’agit du type d’antenne le plus populaire. Cette version est rapide et facile à fabriquer avec un fer à souder et un chalumeau au propane qui permet d’appliquer une quantité généreuse de soudure pour fixer solidement les radiales du plan de masse au connecteur de panneau SO239.

Avec de l’entraînement, la construction ne prend que 15 minutes. L’accord est facile. D’autres méthodes de fabrication fonctionnent également, mais le soudage est la méthode la plus saine d’un point de vue mécanique et électrique. Utilisez des baguettes de soudure en bronze basse température de 1,6 mm x 50 cm et des connecteurs de panneau SO239. Stocker en quantité pour produire des antennes de toutes sortes.

Le dipôle à polarisation horizontale ou verticale

L’utilisation d’une antenne à polarisation horizontale réduit la capacité de réception d’une antenne à polarisation verticale généralement utilisée par une station d’interception. L’atténuation se situe entre 10 et 20 Dbd. Cette antenne, lorsqu’elle est polarisée horizontalement, est une antenne bidirectionnelle. Si l’on pointe les extrémités de cette antenne dans la direction où l’on souhaite que le signal n’aille pas, l’atténuation dans cette direction sera la plus importante et plus proche de 20Dbd.

Construite avec un fil de cuivre solide de 10 AWG, et un connecteur PL259 commun au lieu du connecteur de panneau SO239, cette antenne peut être rendue compacte en pliant ou en enroulant les éléments. Les éléments de cette antenne particulière sont suffisamment rigides pour supporter leur propre poids et leur forme lorsqu’ils sont déployés horizontalement. Un dipôle VHF est une antenne de 72 ohms, il y a donc un décalage d’impédance et une pénalité, cependant ce dipôle VHF peut facilement être accordé pour couvrir 144Mhz à 155Mhz. Il y a un gain négatif par rapport à une antenne plan de sol 1/4 d’onde, mais c’est acceptable dans un réseau de faible puissance où nous nous efforçons de limiter la propagation par l’utilisation d’une faible puissance. Un balun de type self à air est utilisé pour empêcher le couplage des RF avec le blindage extérieur du câble coaxial afin d’éviter des changements dans le TOS si l’antenne n’est pas installée correctement. Une bobine d’air n’est pas absolument nécessaire si le câble est posé perpendiculairement aux radiales sur une distance d’une demi-longueur d’onde. L’antenne est montrée en position de polarisation verticale, et peut facilement être hissée dans un arbre. Dans ce cas, un balun de type « air choke » est nécessaire.

Toutes les antennes à polarisation horizontale, qu’il s’agisse d’un dipôle, d’un mât en J, d’une yagi ou d’une antenne Moxon, peuvent souffrir de la réflexion des radiofréquences sur le sol, en particulier sur un sol humide, et doivent être surélevées d’au moins 3 longueurs d’onde pour éviter les interférences avec le sol, s’il est humide. Un sol humide réfléchit les radiofréquences si la hauteur de l’antenne à polarisation horizontale se trouve à une certaine distance du sol, ce qui peut entraîner un TOS excessif. Il est préférable d’installer une antenne à polarisation horizontale à l’aide d’un ROSmètre pour déterminer la hauteur nécessaire dans le terrain local. Les sols secs et sablonneux posent moins de problèmes que les sols humides et limoneux.

Les antennes UHF à polarisation horizontale ont des longueurs d’onde physiques d’un tiers de la longueur des VHF, soit environ 27 pouces (à 420 MHz), et peuvent donc être utilisées comme antenne à polarisation horizontale à une hauteur de 80 pouces, ou 7 pieds, ou plus. La longueur d’onde physique des fréquences VHF que nous utiliserions est de 84 pouces (à 144 Mhz) ou moins, et nécessiterait une hauteur minimale de 252 pouces, ou 21 pieds. Par conséquent, les ondes UHF conviennent mieux aux déploiements rapides et aux LPOP qui sont nécessairement dissimulés et proches du sol. Les antennes UHF sont physiquement compactes et plus faciles à transporter et à utiliser. Il s’agit d’une considération importante lorsque des antennes directionnelles à polarisation horizontale ou verticale doivent être utilisées. En outre, les UHF ne se dispersent pas autant que les VHF, et la propagation à partir d’une antenne directionnelle UHF est moins susceptible d’être réfléchie ou réfractée sur le terrain, et s’écarte moins de la direction voulue. L’UHF est plus facile à limiter par le feuillage, et le masquage du terrain peut donc être plus efficace. Il est également plus facile de trouver des sections plus calmes dans la bande, et la longueur d’onde plus courte peut se propager suffisamment bien pour la plupart des zones d’opération (AO).

L’antenne dipôle de secours

Il est possible de casser, ou d’être obligé d’abandonner des antennes, c’est pourquoi nous devrions avoir la possibilité de fabriquer une antenne de secours. Le dipôle est le meilleur choix pour une telle occasion.

Si l’on se trouve sur le terrain et que l’on ne dispose que de câbles, de cordages et d’un outil multifonctionnel, on peut rapidement construire une antenne d’urgence. Pour tester mes propres compétences, et ayant mémorisé la longueur d’une antenne plan de sol quart d’onde pour GMRS, c’est à dire 6 pouces, 6 1/8″ a été choisi pour que l’antenne fonctionne avec les répéteurs dans la partie supérieure de la bande 70CM. Le fil central du câble coaxial a été séparé de la tresse extérieure et coupé à 6 1/8″. Le blindage extérieur a été utilisé comme contrepoids pour compléter le dipôle, et coupé à 6 1/2 pouces. Une self à air a été maintenue en place avec de la ficelle. L’air choke empêche le RF de se coupler avec le reste du câble, et peut réduire le TOS lorsque l’antenne est hissée en hauteur, et dans une position qui n’est pas optimale. De la ficelle a été attachée à l’extrémité du radiateur pour suspendre l’antenne. Le TOS était inférieur à 2.0:1 de 425 à 455Mhz, et 2.5:1 à 462.000Mhz, 2.0:1 à 463.000Mhz, 1.2:1 à 465.000Mhz (la fréquence centrale), et 2.5:1 à 468.000Mhz. Ce serait une antenne d’urgence respectable, qui peut fonctionner sur presque toute la bande amateur 70CM, et GMRS.

L’antenne Moxon UHF compacte et robuste

L’antenne Moxon présentée est conçue pour la GMRS et tient dans un seau plein à craquer. Elle est présentée à côté d’une yagi conçue pour la GMRS qui est également présentée dans l’article. Cette yagi, bien qu’elle puisse être compacte, est trop grande pour tenir dans un seau. Si la yagi était fabriquée en PVC, les sections pourraient être démontées).

L’antenne Moxon de forme rectangulaire est une antenne directionnelle qui offre une large empreinte RF de 110 degrés. Elle a un gain modeste d’environ 6Dbi. Elle amplifie un signal reçu d’environ 2 fois. 1 watt d’un Baofeng sortirait de l’antenne Moxon sous la forme de 2 watts ERP (Estimated Radiated Power), et 20 watts de puissance d’un QYT KT7900D sortiraient de l’antenne sous la forme de 40 watts (ERP). Cela permet de réduire la demande en alimentation électrique et d’améliorer la sécurité des communications. Elle a un rapport avant/arrière élevé de 30Dbd, et une nullité nette qui rend possible la recherche d’un relèvement approximatif en écoutant le récepteur, ou en utilisant l’indicateur de puissance du signal sur l’émetteur-récepteur QYT KT7900D. Elle est commodément située sur le godet, ce qui permet de faire tourner cette antenne directionnelle tout en observant les changements dans l’indicateur d’intensité, ou le volume et la clarté de l’audio reçu. Si le signal est fort, utilisez l’antenne Moxon à polarisation horizontale pour atténuer le signal entrant, et le zéro à l’arrière indiquera plus précisément une ligne de relèvement. Une yagi conçue pour émettre sur une gamme particulière de fréquences, UHF/VHF, serait un meilleur outil pour ce travail. Ce Moxon est bon pour les fréquences FRS/GMRS courantes et 70cm.

La Yagi ruban à mesurer est conçue pour le travail en 2-Mètres et RDF.

Une Yagi compacte pour GMRS

Elle a été fabriquée en une heure environ avec des matériaux d’une valeur de 5 dollars. La perche est aussi courte que possible, 21 pouces de long, de sorte que les éléments peuvent être tournés pour être alignés avec la perche, et être protégés pendant le transport. Elle est trop grande pour tenir dans la benne, mais elle est suffisamment compacte et robuste pour être transportée. Il s’est bien accordé &lt ; 1.6:1 entre 462 et 468Mhz, et est 1.1:1 à la fréquence centrale de 465Mhz. Il existe des yagis commerciaux qui peuvent être démontés pour être transportés. Le gain est d’environ 7dBi. Il est basé sur ma conception dans un article précédent, mais en utilisant un fil de soudure en bronze de 1,5 mm au lieu d’éléments de 6 à 12 mm. Du fait de l’utilisation d’un fil de calibre étroit, la bande passante n’est pas aussi large, mais elle l’est encore suffisamment pour la GMRS. La longueur des éléments est plus courte que celle décrite dans l’article :
Construction d’une Yagi EWB/UHF – Partie 2, par Tunnel Rabbit

Réparations des connecteurs PL259 sur le terrain

Les étapes clés sont illustrées dans les photographies. Lorsque vous achetez du fil à souder, choisissez du fil de 0,8 mm car il peut être utilisé pour toutes les connexions soudées ainsi que pour les méthodes de réparation sur le terrain. Les techniques illustrées permettent de souder un PL259 à l’aide d’un briquet ordinaire. Notez que le fil central est enveloppé d’un fil de soudure de 0,8 mm. 4 courtes sections de ce fil de soudure peuvent être insérées dans l’extrémité de la fiche avant le chauffage pour remplir l’extrémité de la fiche avec de la soudure lorsqu’elle est chauffée. Du ruban adhésif est utilisé pour remplacer un collier manquant pour un câble coaxial RG8X. Le connecteur s’enfile sur le ruban adhésif et sur le blindage extérieur, et n’a donc pas besoin d’être soudé).

Cette méthode de réparation d’urgence fonctionne mieux avec un câble coaxial RG8X dans le cas où un connecteur PL259 n’est pas disponible. L’émetteur-récepteur est un Yaesu 2600M.

Accorder les antennes

Par essence, toutes les antennes sont une forme d’antenne dipôle. Une antenne dipôle est la plus facile à fabriquer et à régler, et peut être fabriquée de manière robuste. En raison de la large bande passante des dipôles et des antennes planes à 1/4 d’onde (The Jungle Antenna), si une nouvelle antenne doit être construite, utilisez la formule 234 divisée par la fréquence en mégahertz multipliée par 12 pour obtenir la longueur des éléments en pouces. Effectuez le calcul pour une fréquence située au centre de la gamme de fréquences à travailler. Ajoutez 5% de longueur à l’élément de masse ou aux radians, et ajoutez un demi-pouce à l’élément rayonnant. À l’aide d’un ROSmètre, émettez sur la fréquence qui se trouve au centre de la gamme de fréquences souhaitée. Pour régler, réduire également et progressivement la longueur du radiateur et des radiales, de 1/8e de pouce ou moins, jusqu’à ce que le TOS soit à son point le plus bas, aussi proche que possible d’un TOS de 1,1:1. Les fréquences extrêmes basses et hautes de la fréquence centrale devraient être inférieures à 2,0:1 si l’on utilise un ROSmètre de bonne qualité.

Si la précision de l’appareil de mesure n’a pas été prouvée par une comparaison avec un autre appareil de mesure, un TOS inférieur à 1,5:1 est une meilleure règle empirique. Les ROS modernes peuvent être plus précis que ceux produits dans le passé, mais en raison de la qualité inégale des produits fabriqués en Asie, il faut vérifier le ROS avec un autre appareil pour s’assurer de sa précision. La qualité des appareils de mesure bon marché n’étant pas constante, je ne peux pas recommander l’utilisation d’un appareil de mesure du TOS. aucun des appareils de mesure du TOS peu onéreux).

L’émetteur-récepteur QYT KT9000D et un mât d’antenne fait sur mesure

Ce mât permet un déploiement plus furtif dans une cachette. La photo précédente montre le mât et l’antenne testés ensemble par un ROSmètre. Le TOS est faible (1,1:1) et plat. Le mât n’affecte en rien les performances de l’antenne).

(A suivre demain, dans la partie 3.)