Transverter 14 / 144 MHz F5PAX

Transverter 14 / 144 MHz

par F5PAX

Crédit photos : F5PAX

Depuis fort longtemps, j'avais envie de réaliser un transverter VHF pour les contests. C'est ma deuxième réalisation dans ce domaine, le premier étant un transverter décrit par Patrick, F1JGP.

La question que me posent beaucoup d'OM, pourquoi un transverter et non pas l'utilisation d'un TX VHF ?

Je possède un FT-736 mais il ne possède pas de filtres DSP, de pilotage par logiciel, de sortie SDR, alors qu'un transverter raccordé à un bon transceiver comble ces manques.

Cette réalisation s'est effectuée sur plusieurs années, par intermittence. Les périodes de confinement dues au COVID ont "boosté" la construction.

Je me suis inspiré de plusieurs descriptions pour, au final, faire un mélange de ce que je trouvais de mieux techniquement ou avec des composants facilement approvisionnables.

- Le JAVORNIK 144/14 de S53WW S51RM & S53RM :

http://lea.hamradio.si/~s53ww/xvrt/xvrt.htm

- Transverter 144 & 220 MHz de WB3JYO, article paru dans l'ARRL Handbook de 1993 [ICI] :

- Transverter 144 / 28 de Jacques, F6TEM [ICI] :

La description de Jacques, F6TEM m'a influencé dans le choix de la construction modulaire.

J'ai pris la décision de n'utiliser que des composants achetés sur place (à l'Impulsion) ou sur EBay, en privilégiant les vendeurs européens, au détriment de ce qui vient d'Extrême-Orient, source de mauvaises surprises !

La construction est basée sur des modules indépendants, contenus dans des boîtiers réalisés en époxy. Cette construction permet de faire évoluer techniquement la construction sans tout défaire.

Cela a été le cas pour moi. Initialement, j'avais réalisé le transverter qui utilisait une FI de 28 MHz mais j'ai lu plus tard sous la plume d'Henning, DF9IC, la phrase suivante :

Maintenant, pourquoi 14 MHz pour la FI au lieu du 28 MHz standard ? Parce que la linéarité des récepteurs TX HF est optimisée pour la bande 7 MHz et 14 MHz. La linéarité sur les bandes inférieures peut être améliorée avec l'atténuateur sans perdre la sensibilité. Sur des bandes plus élevées, la linéarité de certains TX est pire (sans aucune bonne raison technique), particulièrement sur les TX plus récents où la linéarité sur 28 MHz est très mauvaise.

A lire aussi, le compte rendu des mesures de différents TX HF et VHF par Henning :

http://www.df9ic.de/tech/trxtest/trxtest.html

Comme le confinement m'offrait du temps libre, j'ai pris la décision de passer sur une FI de 14 MHz. La modularité du transverter m'a permis de recréer deux modules, à savoir le mélangeur émission et l'oscillateur local (passage de 116 MHz à 130 MHz), sans trop toucher au reste.

La puissance de sortie est de 17 watts, valeur idéale pour le raccordement d'un amplificateur externe BEKO.

Face avant du transverter

Un séquenceur est incorporé au transverter.

Face arrière du transverter

Il est à noter que l'émission et la réception 144 MHz sont séparées. Une sortie SDR est également disponible (connecteur SMA).

	Synoptique du transverter (Téléchargement ICI)

	Intérieur du transverter. On distingue les 5 modules à savoir : Préamplificateur réception Mélangeur réception Oscillateur local 130 MHz à quartz Mélangeur émission PA 144 MHz de 17 W (hybride Mitsubishi M57713) Le boîtier à droite, est un préamplificateur additionnel. Chaque module est interconnecté aux autres par des coaxiaux 50 Ω de récupération câblés avec des prises subclick. Toutes les alimentations (12 V) sont distribuées avec des câbles blindés et à chaque fois découplées avec des by-pass et des selfs de choc VK-200.

	Une protection limitant la puissance en entrée à 10 watts, coupe l'émission en cas de dépassement. Une alarme retentit et la LED bicolore passe du vert à rouge.

	Le radiateur de l'hybride est refroidi par un ventilateur. A droite, un préamplificateur additionnel avec 4 X BF998 "empilés" afin de réduire le niveau de bruit (design de Dragan, YU1AW).



	Intérieur du préamplificateur. Les BF998 sont empilés deux par deux.



	Séquenceur interne à base de LM 339 pour l'alimentation des modules émission et réception. La partie émission est coupée lorsqu'on est en réception et vice-versa. Un délai d'une cinquantaine de millisecondes est généré à chaque changement d'état.






	Passage en émission : Passage du PTT à 0 V par mise à la masse (délai = 52 ms)	Passage en réception : relâchement du PTT (délai = 62 ms)
	En violet, la réception, en jaune l’émission

	A gauche le buzzer signalant le dépassement de la puissance en entrée.

	Amplificateur 17 watts.

	Module de protection pour la puissance d'entrée. Il est constitué d'une ligne avec un tore, d'un comparateur LM311. Le niveau de seuil est réglage par un multi tour. L'alimentation des modules émission est coupée en cas de dépassement. Un thyristor maintient l'alarme (buzzer + LED) tout le temps que l'on n'appuie pas sur bouton RESET placé en face avant du transverter.



	A gauche et verticalement, la platine du séquenceur pour les commandes du PA externe et le relais coaxial placé en tête de mat.

	L'oscillateur local avec son quartz et son dispositif de chauffage. Le niveau de sortie du 130 MHz est de + 8 dBm pour la partie émission (mélangeur émission) et + 18 dBm pour la partie réception (mélangeur réception). A remarquer le découplage réalisé avec des by-pass et des VK-200. Les condensateurs ajustables (millimétriques) sont des TRONSER (ou AIRTRONIC)

	Mélangeur réception. Un deuxième récepteur peut y être connecté via un splitter PSC-2 de 3 dB. De même, un deuxième splitter PSC-2 permet de raccorder un SDR externe (SDRplay dans mon cas). Le mélangeur quant à lui est un MCL RAY-3 (+ 23 dBm).

	Module de protection pour la puissance d'entrée.

	Mélangeur émission. A noter que les noyaux des inductances ajustables sont pratiquement enfoncés. Le réglage de ces filtres m'a donné du fil à retordre. Pour le mélangeur, je me suis inspiré du transverter JAVORNIK 144/14 de S53WW S51RM & S53RM

	Schéma du filtre du mélangeur émission simulé avec le logiciel RFSim 99. La difficulté de sa réalisation vient des faibles valeurs des condensateurs (1.8 pF, 2.7 pF ...), sujets à des capacités parasites. Sur la photo, le potentiomètre à droite permet de régler le niveau d'injection du 14 MHz. A noter le blindage des fils d'alimentation 12 V. Le mélangeur, peu visible sur la photo, à gauche et en dessous du potentiomètre est un MCL SRA-2. Une des difficultés a été d'acquérir les inductances ajustables de 34 nH. J'ai fini par les acquérir chez Eisch Electronic après un délai d'attente de 4 mois, période de confinement oblige !

	Amplificateur 17 watts. Il est alimenté en permanence (gros fil blindé). Le passage en émission s'effectue par l'entrée bias de l'hybride (petit fil blanc).

	Vue d'ensemble

	Visualisation du signal en sortie (144.300 MHz). La mesure est réalisée avec un atténuateur de 30 dB à l'entrée de l'analyseur de spectre.
	Relevé des mesures avec un générateur 2 tons à 14.000 MHz et à une puissance de 2.5 Watts.

Frq	Niveau en dBm	Observations

116 MHz	3	Fréquence OL (130 MHz) - FI (14 MHz)
130 MHz	6	Fréquence OL
144 MHz	40
158 MHz	2	144 MHz + FI (14 MHz)
172 MHz	-1	144 MHz + 2 X FI (28 MHz)
432 MHz	- 15	Harmonique 3
Détails du câblage interne des modules :


	Ancien mélangeur réception (116 MHz - 28 MHz) Seuls le mélangeur émission et le PA sont réalisés sur des CI gravés. Pour les autres circuits, il n'y a pas de gravure du circuit imprimé. Deux techniques sont utilisées, le découpage du cuivre à l'aide d'une mèche à bois modifiée (voir la description par Gilbert, F1JNK, ICI) et des bandes cuivre collées. Des modifications de dernière minute ont été réalisées sur une plaque Veroboard.

	Oscillateur local (130 MHz) Dans l'ancien oscillateur local de 116 MHz, les BFR 96 avaient une fâcheuse tendance à se "décapsuler" après une trentaine de minutes de fonctionnement. Ils ont été remplacés par des MAV-11 de Mini-Circuits. Le quartz est maintenu en température par une CTN. Un montage plus propre est en cours de réalisation.

	Mélangeur réception Le mélangeur MCL RAY-3 (+ 23 dBm) et les 2 splitter PSC-2. Les deux selfs constituent un filtre passe bande centré à 14 MHz




	A noter que les nouveaux modules (LO 130 MHz) sont de construction identique. Seul les valeurs des composants différent. Le transverter a été testé avec un Kenwood TS-870 et un TS-590-SG. Pour les 2 TX, la puissance était réglée à 5 W. Vidéo du test avec Gilbert, F1JNK ICI Remerciements : Merci à Francis, F6AWN pour la fourniture du rack, à Yves, F4IMG, qui a simulé certaines parties du transverter avec le logiciel LTspice et qui m'a conseillé pour la modification du séquenceur qui rendait son fonctionnement aléatoire. Merci à Gérard, F6BWW, qui m'a gravé quelques circuits, et Gilbert F1JNK qui a procédé avec moi à des essais sur l'air. Je remercie Jacques, F6TEM, avec qui j'ai longuement dialogué au sujet des BFR96. Enfin, merci à Jean-Luc, F4HNP, qui a testé le transverter lors d'un concours de courte durée VHF et d'une soirée d'activité THF. Le transverter était raccordé à son TS-590, à un ampli BEKO et sur une 11 éléments TONNA. Un décalage de 2 KHz entre la fréquence affichée et la fréquence réelle a été constaté.

	Une reprise de la conception de l'oscillateur local a permis de corriger ce décalage (mise en place d'une self de compensation sur le quartz et amélioration du filtre passe-bande). Le décalage est désormais de 232 Hertz. En 2022, le radio club F6KCZ a utilisé ce transverter lors de trois concours de 24 heures (concours de printemps, championnat de France THF et IARU VHF) sans problème. Le transverter était raccordé à un TX KENWOOD TS-590SG. La description de cette réalisation encouragera peut-être d'autres à ce lancer ? Je reste à la disposition des OM qui auraient des interrogations au sujet du montage.
		73 de F5PAX
	Mis en ligne le 03 mars 2022 Mis à jour le 17/02/2023