Construire soi-même une antenne GPS patch (DIY)
Perte de signal GPS en forêt, canyon, ville dense ? Une antenne patch externe (active) améliore la réception. Voici un plan simplifié pour une antenne patch 1575 MHz (L1) compacte, logeable dans un boîtier plastique 8 oz (≈ 23 cl). Niveau : avancé (soudure, HF, mesures).
Matériel
- Récepteur GPS avec prise antenne externe (SMA, MCX, MMCX, BNC)
- Boîtier plastique rond 8 oz (couvercle + corps)
- Tôle aluminium (plat à tarte 9" / 23 cm)
- Circuit imprimé simple face cuivre/époxy 1,6 mm (FR4)
- Fil cuivre émaillé 14 AWG (1,6 mm) — 20 cm
- Câble coaxial 50 Ω (RG-316, RG-174, RG-58) — 2 m
- Époxy rapide, scie mini-disque, cutter, rapporteur, règle, fer à souder, étain, marqueur permanent
- Connecteur SMA/MMCX/MCX mâle (côté GPS)
Fabrication — Partie 1 : Élément rayonnant (patch)
- Coupez le fil cuivre en deux segments de 10 cm. Pliez chacun à 90° au milieu (formant un « L » de 5 cm chaque branche).
- Découpez deux bandes de CI : 50 mm x 6 mm. Sur l'une (face active), à 3 mm d'un bout, grattez une encoche transversale de 1,6 mm (retrait cuivre). Au centre de l'encoche, incisez un triangle à 45° (pointe vers le centre). Cette bande = élément actif. L'autre = plan de masse.
- Collez les deux bandes dos à dos (cuivre face externe) à l'époxy. Alignez les bouts.
Fabrication — Partie 2 : Plan de masse et base
- Découpez un disque Ø 100 mm dans le fond du plat alu. Marquez le centre. = plan de masse (ground plane).
- Percez/brûlez un petit trou dans le côté du boîtier plastique pour passage coaxial.
- Préparez le coaxial : dégagez 12 mm gaine externe. Tresse : dégagez un côté, toronnez en fil. Dégagez 6 mm diélectrique sur âme centrale.
- Passez le coaxial par le trou du boîtier (côté connecteur à l'extérieur).
Assemblage final
- Placez le sandwich (patch) vertical, centré sur le disque alu, côté encoche vers le bas. Soudez l'élément actif AU DISQUE ALU (étain entre cuivre actif et alu — utilisez flux pour alu). Ne soudez PAS l'élément masse au disque.
- Repérez 44 mm (1 3/4") au-dessus du disque sur les deux faces du patch. Marquez.
- Prenez un « L » en cuivre. Placez le coude au repère 44 mm sur face MASSE. Branche verticale ↓ parallèle au patch. Branche horizontale → perpendiculaire. Inclinez la branche verticale à 45° vers l'extérieur. Soudez en maintenant l'angle.
- Même chose sur face ACTIVE avec le second « L » (même géométrie).
- Recoupez : branches horizontales = 38 mm (1 1/2") du centre. Branches verticales inclinées = 46 mm (1 13/16") du centre. Pliez doucement les bouts verticaux pour qu'ils soient à 12 mm (1/2") au-dessus du disque alu.
- Sciez l'excédent de CI au-dessus des branches horizontales.
- Soudez : âme coaxial → élément actif AU-DESSUS de l'encoche. Tresse coaxial → élément masse EN-DESSOUS de l'encoche.
- Logez le disque alu dans le couvercle du boîtier. Emboîtez le corps.
- Crimpez/serrez le connecteur (SMA/MMCX) sur l'extrémité libre du coaxial. Branchez sur le GPS. Test : gain signal +5 à +15 dB selon environnement.
Alternative réaliste : Achetez une antenne active prête (Garmin GA 38, GLO 2 ; Trimble, Taoglas, Pulse Larsen). Coût 30-80 €. Gain garanti, étanche, connecteur standard. Le DIY HF est hasardeux sans analyseur de spectre/VNA.