F6HCC
La bande 137 kHz
De la radio à l'état pur
- Une bande conforme à la définition du radioamateurisme, activité de ceux qui s'intéressent à la technique de la radioélectricité.
La réception des VLF
Je suis resté longtemps sceptique quant à l'utilité de la bande 137 kHz. Quelle portée peut-on espérer des ondes longues ? La réception de la station SAQ (17,2 kHz) à l'aide d'un simple bâtonnet de ferrite avait cependant aiguisé ma curiosité.
Pour plus de détails sur cette station voir le site http://www.alexander.n.se/
Le bâtonnet de ferrite
Il s'agit d'un simple bâtonnet récupéré sur une épave de poste "PO-GO". Un préamplificateur à deux transistors assure l'adaptation d'impédance avec l'entrée 50 ohms d'un récepteur standard.
J'ai employé le préamplificateur à BC559 du récepteur de signaux "France-Inter" de F5RCT.
Le circuit résonant doit être ajusté aux fréquences à recevoir.
Pour le 137 kHz la bobine comporte environ 200 spires de fil émaillé.
Lorsqu'on ne possède pas de récepteur descendant à ces fréquences on peut construire un convertisseur à base de NE612.
Voir sur le site de F6BQU: http://lpistor.chez-alice.fr/convvlf.htm
Une antenne cadre (137 kHz et 472 kHz)
Bien que le bâtonnet de ferrite donne de bons résultats sur les stations puissantes, on obtient une meilleure réception avec l'antenne cadre.
Ce genre d'antenne est très facile à réaliser. Il s'agit de bobiner une vingtaine de spires de fil électrique (1,5 mm2 par exemple) sur un support isolant d'un mètre de côté.
Jean-Louis F6AGR a publié une étude sur ce sujet dans Mégahertz no 255 de juin 2004.
En résumé il faut construire un cadre d' 1 mètre de côté en tube PVC de 32 mm de diamètre.
Autour de ce cadre on bobine 24 spires de fil (soit l'équivalent d'un rouleau de 100 mètres).
n ajoute un condensateur variable de 500 pF et 800 pF de condensateurs fixes en parallèle pour accorder le cadre sur 137 kHz.
Pour la bande 472 kHz le condensateur variable suffit.
Une spire d'environ 60 centimètres de côté placée à l'intérieur du cadre assure le couplage vers le récepteur.
On relie la boucle de couplage l'entrée antenne du récepteur par un câble coaxial de 50 ohms (RG58).
Dans certains cas 2 spires de couplage améliorent la réception (FT817 par exemple, dont l'impédance d'entrée à 137 kHz est supérieure).
Petit générateur pour ajuster les antennes ou les cadres
Le rapport de division est déterminé par les 8 cavaliers sous forme binaire:
Exemple de la photo: 1000 0001 = 8 1
Le diviseur de poids fort étant à droite cela correspond à 18 hexa = 24 décimal
Le 74HC4040 divise par 2 donc = 48
6,6 MHz / 48 = 137,5 kHz
Si vous disposez d'un quartz dont la fréquence correspond à une puissance de 2 de la fréquence souhaitée, vous pouvez supprimer les diviseurs programmables 74HC193 et relier la sortie de l'oscillateur directement au 74HC4040 (br 10).
Dans ce cas il suffit de choisir la bonne sortie du 74HC4040...
Préamplificateur 137 kHz pour le cadre
Si le récepteur manque de sensibilité on peut ajouter un préamplificateur
Les résultats
Les signaux étant au dessous du niveau bruit on ne peut pas les "entendre". En fait la transmission morse se fait à une vitesse extrêmement lente appelée QRSS (QRS signifie "transmettez plus lentement" d'où le QRSS pour une transmission encore plus lente).
En QRSS-1 un point morse dure 1 seconde (donc le trait dure 3 secondes).
En QRSS-3 le point dure 3 secondes... et en QRSS-60 le point dure 1 minute.
Un logiciel comme "SpectrumLab" analyse et intègre le "bruit" sur plusieurs secondes, voire plusieurs minutes et arrive à en extraire le signal.
Ainsi on peut "lire" le message morse qui apparaît à l'écran du PC.
Dans cet exemple la lettre X nécessite 22 minutes d'émission. Il s'agit de la balise d'une station anglaise.
La bande 137 kHz permet aussi des liaisons transatlantiques. Voici une réception de la station WD2XGJ:
L'émission
En raison du faible rendement des antennes (le 1/4 d'onde fait 550 mètres) il faut plusieurs centaines de watts pour ne rayonner que quelques centaines de... milliwatts.
En contrepartie on peut fabriquer assez facilement ces centaines de watts. Deux transistors MOS en commutation et en push-pull dans un tore de ferrite peuvent fournir cette puissance sans même chauffer de trop.
L'antenne est constituée d'un brin vertical d'une dizaine de mètres, prolongé par une partie capacitive horizontale.
On assure l'accord par une bobine à la base (environ 200 mètres de fil enroulés sur un tuyau en PVC de 20 cm de diamètre) ajustée à l'aide d'un variomètre (bobine mobile insérée dans la self principale).
http://g0mrf.com/variometer.htm
On trouve des documents intéressants via les liens suivants:
http://www.wireless.org.uk/geton136.htm
http://www.wireless.org.uk/136rig.htm
Voir aussi les descriptions de stations:
http://www.w4dex.com/wd2xko.htm
Les balises NDB
Toujours dans les fréquences relativement basses on entend les balises NDB aviation entre 315 et 460 kHz.
Dans ce cas, également, leur antenne (en fait le mât rayonnant) est attaquée en haute impédance donc en haute tension. Ceci explique la présence des panneaux d'avertissement.
Elles émettent une porteuse d'environ 15 secondes entrecoupée par leur indicatif en morse (en général 2 ou 3 lettres, LOR pour Lorient, PNT pour Pontivy, etc.).
Une recherche via Google ("NDB kHz" par exemple) vous permettra d'en obtenir la liste et leurs fréquences.
Les émissions NAVTEX
On peut recevoir ces émissions destinées aux navires sur 490 kHz et 518 kHz.
Différentes stations transmettent à tour de rôle bulletins météo et "AVURNAVS" (avis urgents aux navigateurs) en anglais (518 kHz) ou dans la langue du pays (490 kHz).
L'émission est en FEC 100 bauds.
Programme de décodage simple:
navtex_2.1.5.zip
Expérimentations dans la bande 472 kHz
... à voir sur: http://f6hcc56.free.fr/tx472khz.htm