Bibliographie & annexes
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Auteur(s)
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Guy PELLET : Chef du Laboratoire Étude Émetteurs ondes longues, ondes moyennes, ondes courtes de radiodiffusion Thomcast
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La portée des émetteurs ondes courtes peut faire le tour du monde si les conditions atmosphériques et ionosphériques le permettent.
Dans le monde entier on peut trouver un récepteur ondes courtes à un prix modique.
Ce service quasi universel à faible coût est rendu possible par la radiodiffusion en ondes courtes qui utilise une gamme de fréquences divisée en deux bandes : 3,2 - 4,95 MHz et 5,06 - 26,1 MHz : la gamme basse est locale et de portée de 1 000 km, tandis que la gamme haute permet une couverture plus large à travers l’ionosphère après multiples réflexions.
Ainsi, pour les raisons précédentes et malgré la concurrence des satellites, les ondes courtes continuent à être utilisées : de gros groupes de radiodiffuseurs tels que VOA (Voice of America), TDF (Télédiffusion De France), BBC (British Broadcast Corporation)... continuent à investir pour des centres émetteurs ondes courtes.
Par exemple pour TDF ; Issoudun (France) 12 émetteurs 500 kW antenne tournante capable de radiodiffuser à n’importe quelle fréquence vers n’importe quelle direction.
L’onde courte peut aussi être tactique ou politique. Certains pays, notamment au Moyen-Orient, achètent des centres émetteurs en vue de propagande. Les guerres Iran-Irak, du Golfe ont aussi généré d’importants achats de stations clés en mains.
Par exemple (dans un pays du Golfe) : 16 émetteurs 500 kW, 100 antennes, superficie 10 km x 10 km. (Le plus gros centre du monde).
La course à la puissance (500 kW) a été instaurée mais un émetteur de 250 kW moins cher en acquisition et coût d’exploitation, monobloc, ne fait perdre que 3 dB de puissance. La différence de propagation étant très faible, un 250 kW fournit une réception très agréable dans le monde entier.
Principaux objectifs techniques
L’évolution vers l’état solide : le tube demeurant un produit consommable (durée de vie 1,5 an) et cher (300 kF), de gros efforts se sont portés sur l’état solide :
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des drivers à transistor au niveau de 2,5 kW ont été développés pour supprimer les tubes de commande du tube RF final ;
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en ce qui concerne le modulateur (amplification de l’audiofréquence), un gros progrès technologique a été fait par le développement d’alimentations haute tension (30 kV) à base de transistors IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), qui a permis de remplacer tous les tubes d’amplification audiofréquence par des étages états solides mis en série.
Les exigences d’installation : rapidité et coût faible, ont poussé les concepteurs à étudier des émetteurs monobloc sans contrainte externe importante.
Le rendement d’un émetteur est extrêmement important dans le budget de l’exploitation d’une station. La consommation en énergie a été considérablement diminuée.
Pour illustrer les règles de l’art technique et technologique, et le besoin du consommateur du nouveau millénaire, un récent émetteur 250 kW ondes courtes étudié et développé par Thomcast est décrit dans cet article.
Cet émetteur est monobloc, monotube RF et état solide en amplification audio fréquence.
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Modulateur état solide2. Driver solide
2.1 Théorie générale du driver
Le premier étage RF est le synthétiseur de fréquence situé dans le bloc gestion. Le second étage appelé driver ne comporte pas de tube mais est constitué de quatre sous-modules transistorisés couplés par l’intermédiaire de transformateur à ferrites. La puissance d’excitation maximale obtenue est de 2,5 kW, ce qui est surabondant pour attaquer la grille du tube de puissance TH 558 équipant le 250 kW ondes courtes.
Dans la même philosophie que pour les modules du modulateur, en cas de défaillance de l’un des quatre modules RF, des fusibles de protection permettent de déconnecter ce module. Une information est envoyée au système de gestion centrale pour traitement et affichage du numéro de module en panne. La surabondance évoquée précédemment permet de continuer l’exploitation en fonctionnant avec trois modules. Le caisson est blindé et est extractible sur glissières pour la maintenance. Chaque module est associé à une alimentation séparée.
Le driver solide est une partie sensible de l’émetteur ; en cas de court-circuit interne du tube RF, le driver doit se protéger des surtensions ou surintensités engendrées par ces faits.
Le driver reçoit du synthétiseur de fréquence un signal RF. La puissance délivrée par ce synthétiseur est de + 13 dBm (1 V efficace). Il couvre une bande de fréquence de 3 à 27 MHz. Le driver amplifie ce signal et l’applique sur l’entrée du circuit d’adaptation d’impédance de la grille du tube.
Le driver est piloté par le tiroir automaticité de l’émetteur. Celui-ci gère la tension de consigne de la commande automatique de gain (CAG) du driver et il prend en compte toutes les informations de sécurités (surintensité, module en panne).
HAUT DE PAGE2.2 Choix technologique
Le driver comporte huit transistors FET (Field Effect Transistor) MRF 157 capables de fournir une puissance de 500 W chacun ce qui permet d’obtenir une surabondance de puissance.
Chaque paire de transistors travaille en push-pull avec un rendement de l’ordre de 50 % ce qui n’est pas un effet négatif vis-à-vis de la puissance globale consommée par l’émetteur 250 kW OC.
Le seul aléa est que le MRF 157 de Motorola est monosource mais utilisé par les militaires...
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