Un coupleur (bj) 3/4 d'onde
pour deux antennes 2,3 ou 2,4 GHz
50 Ohms




Ce coupleur (ou Boîte de Jonction) permet de connecter deux antennes sur le même TX ou RX (réversible), tout en conservant une impédance de 50 Ohms.
Bien sûr, la PWR est divisée en deux (-3 dB) sur chaque branche.

On peut coupler deux antennes pour "tirer" dans deux directions différentes, ou pour retrécir la largeur du faisceau (gain +3 dB) dans une même direction...

Pourquoi 3/4 d'onde au lieu du traditionnel 1/4 ?
Parce qu'à cette fréquence, le quart d'onde fait 3 cm et le montage est trés délicat à réaliser et à mettre au point. Il est plus facile à travailler avec 9 cm (en fréquences supérieures, on utilise des coupleurs en guide d'onde à fentes).
On peut utiliser la même impédance de transformation, puisque la demi-onde qui suit transmet la même impédance d'entrée en sortie (loi des demi-ondes). C'est pour cela qu'elles fonctionnent trés bien sur les multiples impairs, mais constitue un bon filtre contre les harmoniques paires.
Le 3/4 d'onde fonctionne bien sûr sur la fondamentale 1/3 (ici 800 MHz, mais ne nous concerne pas...).

Croquis :


Calculs des éléments :
Là c'est un peu moins marrant, mais on n'a pas le choix !
Les antennes, qui sont d'un même côté, se retrouvent en parallèle, donc on a 50 en // sur 50 = 25 Ohms.
Pour transformer du 25 Ohms en 50, on utilise la formule du transformateur coaxial, soit :

Zt = impédance du transfo. d'adaptation = ? à calculer
Ze = Impédance d'entrée = 25
Zs = Impédance de sortie = 50
On trouve Zt = 35,35 Ohms.

Ensuite, le "pire" est de calculer le rapport entre l'intérieur de la section carrée "D" et l'extérieur du tube interne "d", on utilise une autre formule :
D/d = inv log(Zt/166)

(inv log est l'inverse du log). On trouve D/d = 1,63.
Donc si on a un tube et que l'on cherche la section carrée, il faudra multiplier par 1,63.
Si au contraire on a une section carrée et que l'on doit se procurer le tube, il faudra diviser par 1,63.
Dans mon cas j'avais un carré de 25 mm INTERIEUR, je devais donc me procurer un tube de 25/1,63 = 15,337 mm.
Comme ça "court pas les rues", j'ai pris un diamètre de 14 mm EXTERIEUR.

C'est pas fini ! Il faut à présent calculer la longueur active (l) du transfo., soit la longueur du tube interne.
Pour un quart d'onde on a 300 (vitesse lumière) divisé par 2400 (fréquence), le tout divisé par quatre, soit = 0,03125 m = 3,125 cm.
Pour notre 3/4 d'onde, on remultiplie par trois = 9,375 cm. Le facteur de vélocité dans un isolant à air est trés trés proche de l'unité, on peut s'en passer.
Pour la longueur (L) du tube carré, on s'assurera qu'il soit au moins 1,25 fois plus long pour ne pas influencer l'adaptation.
Les connecteurs doivent être en face des bouts de fil de 1,5 mm, eux mêmes encastrés et soudés à ras du tube.
J'ai eu un double coup de bol en tombant sur des coupleurs hybrides 1 Ghz de récupération, via notre ami F6BOZ Pierre ; par contre, l'espace entre les connecteurs extrêmes est un peu insuffisant, soit 8,8 cm au lieu des 9,375 requis, résultat : Trop haut en fréquence ! J'ai pû ratrapper en approchant côté sortie une languette de métal vissée dans le fond :

Attention, en fermant le couvercle ou les bouts on modifie légèrement la résonance..

Le coupleur terminé :




Résultats :
ROS 1,2 de 2420 à 2470 MHz et 1,3 de 2400 à 2480 MHz. Ce ROS est provoqué par le tube interne pas assez gros. Pertes < 2% sinon bien sûr la puissance divisée en deux à chaque antenne (-3 dB).

Je l'utilise sur cette fréquence pour des essais WiFi™ pour relier deux points ensemble via un répéteur.
Vous pouvez recalculer les dimensions pour le faire travailler en ATV 2,3 Ghz ou autre...

  La B.J. en place (dans boîte "plexo" à droite entre les deux paraboles, essais WLAN 2009 concluants, 7 et 3 Km) :


F8APF Patrick 09/2007, rectif 10/2007 et 07/2009.