Brevet FR2034430A1 — publié le 19701211

La présente invention concerne un procédé de réception d'on- des électromagnétiques de fréquence très élevée à l'intérieur d'un immeuble. Le procédé selon l'invention est plus particulièrement, mais non exclusivement, destiné à la réception des émissions de télévision transmises dans les bandes de fréquence couramment appelées : bande III-(de 160 MHz environ à 215 MHz environ), bandes IV et -V(de -470 IfEZ à 960 MHz), ainsi que des transmissions effectuées en modulation de fréquence, vers 88 MHz à 100 MHz. On sait que-les antennes intérieures classiques de télévision sont le plus souvent constituées par des antennes à petit nombre d'éléments, comportant un doublet replié (ou trombone) complété par un élément réflecteur et par un ou deux. éléments directeurs, ou bien parfois, plus simplement, pardeux b > ns, sim ples ou repliés, de longueur et d'écartementrég1ables, montés en V sur un socle isolant. On sait également que la réception des signaux de télévision à l'intérieur dews immeubles d'habitation est un problème dont la solution est généralement accompagnée de difficultés -variées liées aux anomalies de propagation des ondes que l'on-désire capter avec une antenne intérieure : échos, réflexions, changements du plan de polarisation, déviations imprévisibles de la direc- tion des lignes de force du champ à recevoir. Les murs de la pièce dans laquelle est disposé le récepteur, et qui est généralement a-ppelée à.contenir antenne intérieure, interviennent de façon importante dans la genèse des anomalies de propagation des ondes captées par ladite antenne intérieure, tant par le pouvoir inducteur spécifique des matériaux constituant les murs que par la présence de diverses ouvertures et d'éléments bons conducteurs tels des tuyaux métalliques et des fils électriques. Les anomalies de propagation ont habituellement une telle importance qu'il est généralement impossible de prévoir à priori la position qu'il y a lieu de donner à une antenne intérieure de télévision pour assurer une réception et des images de bonne qualité : on est donc amené à chercher une position et une orientation favorables sans idées préconçues quant à la relation possible avec la direction de l'émetteur à recevoir. Il faut alors trouver, dans un volume situé à la partie supérieure de la pièce pour des raisons de compatibilité avec lthabitabilité de ladite pièce, un endroit convenable (définissable par ses trois coordonnées dans la pièce) et une orientation convenable ten azimut et en site) : la position idoine est le résultat d'interactions complexes entre cinq variables principales. Lorsque lton 2 trouvé une position paraissant favorable à une bonne réception, on constate ensuite fréquemment que le niveau du signal recu et la qualité de l'image obtenue sont râcheusement sensibles à la position et aux allées et venues des personnes séjournant dans la pièce. On sait aussi que la qualité des signaux nécessaires pour assurer une bonne image de télévision correspond à l'exigence la plus élevée par rapport aux autres utilisations) destinées au grand public, des transmissions radioélectriques et que les moyens qui donnent satisfaction pour la réception des signaux de télévision convier.nent à fortiori pour la réception des transmissions à haute fidélité, monaurales ou stéréophoniques, effectuées en modulation de fréquence. Le -but de l'invention est de permettre, par la mise en oeuvre dans des conditions inhabituelles d'une antenne intérieure d'une structure particulière, une réception facile de signaux à très haute fréquence à l'intérieur des immeubles d'habitation. L'invention est basée sur la consideration que les anomalies de propagation des ondes éectromagnétiques de fréquence très élevée à l'intérieur des immeubles sont susceptibles d'entre exploitées systématiquement pour assurer une bonne réception au lieu de constituer un élement perturbateur de l'installation, paraissant la plues logique, d'une antenne intérieure classique. Selon l'invention, le procédé de réception d'ondes électromagnétiques de fréquence très élevée a l'intérieur d'un immeuble est remarqua-ble notamment en ce que le captage des ondes est effectué par la mise en oeuvre d'une antenne murale comportant une surface métallique conductrice sensiblement plane appliquée contre un des murs et un dipôle, replié au moins une fois sur lui-même, fixé au milieu de ladite surface métallique, une des extrémités dudit dipôle étant directement connectée à laditewsurface métallique. L'antenne intérieure murale-qui est à la base du procédé de réception selon l'invention est apparentée, d'assez loin, à une antenne d'émission connue desamateurs émetteurs sous le nom d'antenne "ground-plane" Sous sa forme la plus habituelle, telle que décrite aux pages 76 et 77 due la 40 édition (1962) du livre "LES ANTENNES" de Messieurs Raymond BRAULT et Robert PIAT, une antenne d'émission ground-plane comporte un brin vertical rayonnant en A/4 et quatre brins horizontaux disposés en croix, interconnectés entre eux au centre mais isolés du brin vertical, d'une longueur sensiblement égale à Â /4. Les quatre brins horizontaux en croix ont seulement pour but de reconstituer, à la base du brin vertical, une image électrique satisfaisante de la terre.Certaines antennes a'émission ground-plane ont été réalisées (ibid. page 98) avec un dipôle replié comme élément rayonnant dans le but d'élever la valeur de l'impédance de l'antenne. Les antennes murales utilisées dans le procédé de réception selon l'invention explo-itent les anomalies de propagation de tous ordres intervenant à la proximité immédiate des murs et des ouvertures qu'ils comportent. Ces anomalies de propagation constituent le résultat global de phénomènes multiples et complexes parmi lesquels il est possible de citer - les courants à haute fréquence parcourant les éléments conducteurs et créant des champs magnétiques secondaires - les incidences sur la propagation des ondes directes ou d'ondes déjà réfléchies du pouvoir inducteur spécifique des matériaux corXstituant les murs, différent du pouvoir inducteur spécifique de l'air - des phénomènes de diffraction et d'interférences à proximité des bords d'ouvertures telles que les portes et les fenêtres En résumé, et pour schématiser, il est possible de dire que l'espace se trouvant dans le voisinage immédiat des murs peut être considéré comme un lieu géométrique où se trouvent accumulées des anomalies de propagation se traduisant, selon les endroits, par des affaiblissements notables ou des renforcements considérables du champ existant dans un espace libre. L'orientation du plan de polarisation initial des ondes émises est très généralement fortement modifiée par les phénomènes mis en jeu et la direction des ondes se propageant au voisinage immédiat des murs semble liée plus directement à 11 orientation du mur qu a la direction de l'émetteur reçu. La mise en oeuvre dtune antenne murale selon l'invention permet d'utiliser au mieux les renforcements locaux de champs liés aux anomalies de propagation et leur captage par le dipôle replié, la plaque métallique conductrice sur laquelle le dipôle est monté assurant l'indépendance du comportement radioélectrique dudit di- pôle vis-à-vis des caractéristiques particulières du mur à l'endroit où l'antenne est fixée. La détermination de la position la plus favorable d'une antenne murale lors de l'utilisation du-procédé de réception selon l'invention est facilitée par le fait que, sur un mur donné, l'o- pération se résume à faire subir à l'antenne des petits déplace ments latéraux successifs accompagnés, après chaque deplacement latéral, d'une exploration locale en hauteur, soit de ltordre de plus ou moins + , soit de l'ordre de 2 ,) étant la lon 4 gueur d'onde des'signaux à capter.Les emplacements favorables à un bon captage des ondes à recevoir sont espacés l'un de l'autre de distances égales à environ 2 et l'on trouve généralement une position convenable dans le sens de la hauteur entre le niveau le plus proche du plafond et un niveau plus bas de moins de 2--L'adaptation de l'antenne auplan de polarisation des ondes a recevoir, tel qu'il résulte des anomalies de propagation, est obtenue d'une manière très simple en faisant pivoter sur lui-mê me l'ensemble de l~'antenne. Du fait de sa structure asymétrique, une antenne murale selon l'invention est particulièrement bien adaptée à l'utilisation commemoyen de liaison avec un récepteur d'une ligne de transmission asymétrique telle qu'un câble coaxial. La qualité du captage du signal procurée par une antenne peut, dans certaines conditions et notamment au voisinage d'une ouver turne, être améliorée par l'utilisation d'une bande métallique conductrice influençant de façon favorable la propagation des ondes à recevoir à proximité & ladite ouverture. La description qui va suivre en regard des dessins annexés, donnés à titre d'exemples non limitatifs, permettra de bien comprendre comment le procédé de réception salon l'invention peut être mis en oeuvre et comment les antennes murale-s utilisées peuvent tre réalisées. La Fig. 1 est constituée par une vue, en perspeetive cavaliè re, d'un exemple de forme de réalisation d'une antenne murale dont le dipôle est replié une fois en U. La Fig. 2 est constituée par une vue efl'perspective cavalière, d'un exemple de forme de réalisation dune antenne-murale dont le dipôle est replié deux fois sur lui-même en U. La Fig. 5 est une vue par dessus, avec coupe partielle, d'une installation d'antenne murale à proximité d'une ouverture, avec utilisation d'une bande métallique conductrice auxiliaire. La Fig. 4 est constituée par une vue, en perspective cavaliè re, d'un exemple de forme de réalisation d'une antenne murale dont le dipôle replié en U est ensuite enroulé dans un plan perpendiculaire à celui de l'U selon un profil sensiblement circulaire. L'antenne murale représentée sur la Fig. 1 est constituée par un disque métallique conducteur 11 supportant un dipôle replié en U 12 situé sensiblement au milieu du disque il. Une des extrémités du dipôle replié 12, repérée par l'indice lD, est fi- xée sur le disque métallique conducteur 1Ï,ave lequel elle est en contact électrique : cette fixation peut être permanente, par exemple par soudure, ou bien amovible, par l'intermédiaire d'une douille ou de pièces taraudées ou filetées rapportées sur le disque 11.Le disque métallique 11 doit posséder une rigidité mécanique suffisante, mais il n'est pas nécessaire pour cela qutil soit fait en un métal massif ; il peut notamment consister en une pellicule conductrice ou un réseau de fils ou de bandes conductrices plaqués ou déposés sur une face d'un support isolant de rigidité convenable. A titre indicatif, il est possible de préciser que de bons résultats ont été obtenus avec un matériau composite utilisé pour la fabricatinn de circuits, dits imprimés, par gravure et consistant en une pellicule de cuivre de D0 / à 70/lu plaquée sur une plaque isolante à structure lamellaire agglomérée.Selon l'exemple représenté, le disque 11 est pourvu à sa périphérie d'une pluralité de trous 14, de diamètre relativement. réduit, permettant une fixation bès simple de l'antenne par accrochage à une pointe, vis ou piton quelconque tout en conservant une très grande latitude d'ori.entation du disque 11 dans son plan. Le dipôle replié 12 est avantageusement obtenu par cintrage d'un tube métallique fait en un métal de bonne conductibilité électrique. etcomporte une extrémité électriquement libre 15 si tuée à une petite distance de la surface métallique du disque 11. Un conducteur central 16 d'un câble coaxial 17, destiné à relier l'antenne à un récepteur, est connecté à l'extrémité 15 du dipôle 12. Lorsque ltextrémité 15 du dipôle 12 est fixée de façon amovible sur le disque 11, la connexion établie entre le conducteur 16 et l'extrémité 15 est réalisée par utilisation de moyens mé- caniques permettant le changement du dipôle 12. Le conducteur extérieur 1 & du Çâble coaxial 17 est électriquement relié au disque métallique 11 par exemple par une soudure à l'alliage étainplomb ou par un bridage mécanique. Le modèle d'antenne murale représenté sur la Fig. 1 est particulièrement bien ada-pté-à la réception des émissions effectuées dans- les bandes IV et V, la gamme des longueurs d'ondes correspondantes permettant d'utiliser ce modèle sans que son encombrement soit prohibitif, la hauteur du dipôle replié 12 étant sensiblement égale A/4, le diamètre du disque lu peut être choisi égal à i/2 sans que cette dimension soit critique. Le mode de réalisation de l'antenne murale représentée sur la figure 2 est peu différent de celui de-l'antenne murale, qui vient d'être décrite, représentée sur laFig. l. L'antenne murale représentée sur la Fig. 2 est constituée par un disque 21 comportant, au moins sur sa face visible, une surface métallique ou métallisée de conductibilité élevée, supportant un dipôle 22, replié en U deux fois sur lui-même selon deux plans perpendiculaires, et situé sensiblement au milieu du disque 21.Une des extrémités du dipôle replié 22, repérée par l'indice 23 est fixée sur la face avant-métallique conductrice du disque 21 avec laquelle elle est en contact électrique, cette fixation pouvant être permanente ou amovible comme dans le cas du dipôle 12 de la Fig. 1. Le disque 21 est pourvu à sa périphérie d'une pluralité de trous 24, de diamètre relativement réduit, permettant une fixation très simple de l'antenne par accrochage et permettant en même temps d'ajuster l'orientation du dipôle 22 sur lui-même par changement du trou utilisé pour la- suspension de l'antenne.Le dipôle 22, deux fois replié sur lui-même, est avantageusement obtenu par cintrage d'un tube métallique fait en un métal de bonne conductibilité électrique et comporte-une extrémité électriquement libre 25 située à une petite distance de la surface conductrice du disque 21. Un conducteur central 26 d'un câble coaxial 27, destiné à relier l'antenne à un récepteur, est connecté à l'extrémité 25 du dipôle 22. Lorsque ltextrémiS 23 du dipôle 22 est fixée de façon amovible sur le disque 21, la connexion établie entre le conducteur 26 et l'ex- trémité 25 est réalisée par utilisation de moyens mécaniques permettant le- changement du dipôle. 22. Le conducteur extérieur 28 du câble coaxial 27 est électriquement relié à la surface métallique conductrice du disque 21, par exemple par une soudure à l'alliage étain-plomb ou par bridage mécanique. Le modèle d'antenne murale représentée sur la Fig. 2 est particulièrement bien adapté à la réception des émissions effectuées dans la bande "modulation de fréquence, de 88 MHz envi à 100 MHz environ ron; ainsi que dans la bande III de la télévision, de 160 MHz environ à 215 MHz environ, du fait que la hauteur du dipôle replié deux fois 12 est sensiblement égale à )/8 et que le disque 21 a un effet d'écran suffisant du dipôle 22 vis-à-vis du mur lorsque l'on donne à ce disque un diamètre voisin de /4. Lorsqu'une position favorable à une bonne réception-est trouvée avec une antenne murale comportant une plaque métallique conductrice:-ayant des dimensions dont-ltordre de grandeur est indiqué ci-dessus, ou a été indiqué précédemment, il est parfois possible d'améliorer encore le résultat obtenu en disposant sur le mur support, sous la plaque métallique ou isolante métallisée de l'antenne une plaque métallique conductrice auxiliaire dont les dimensions sont au moins égales à 2 Les anomalies de propagation les plus favorables à la mise en oeuvre du procédé de réception selon l'inventionse serencon- trent fréquemment à proximité immédiate d'une ouverture telle qu'une porte ou une fenêtre, et ces anomalies peuvent alors être renforcées favorablement par l'utilisation, dans certains cas, d'une bande métallique conductrice disposée en partie sur la face du mur extérieure à la pièce où est placée l'antenne et en partie dans ladite pièce. Une disposition de ce genre est visible sur la Fig. 3 où l'ouverture 31 d'une fenêtre aménagée dans un-mur 32 est représentée en coupe partielle. Une bande métallique 33, qui peut notamment eAtre faite d'une mince tôle d'aluminiums est fixée sur la partie externe du mur (partie 33a de ladite-bande) et comporte une partie 33b à l'intérieur de la pièce. La traversée de la bande 33 est effectuée dans le petit jeu existant entre un dormant 34 du cadre de la fenêtre et un battant de-noix 35. La hauteur de la bande 33 est avantageusement au moins égale à la hauteur de la plaque de base 36 de l'antenne murale 37 avec laquelle le elle coopère, et il n'y pas d'inconvénient à la faire plus haute. Le mode de réalisation de l'antenne murale représentée sur la Fig. 4 est peu différent de celui de l'antenne représentée sur la Fig. 2. L'antenne représentée sur la Fig. 4 est constitue par un disque 41 comportant, au moins sur sa face visible, une surface métallique ou métallisée de conductibilité élevée supportant un dipôle 42 replié d'abord en U dans un certain plan, puis enroulé dans un plan perpendiculaire au plan précité selon un profil sensiblement circulaire, et situé sensiblement au milieu du disque 41. Une des extrémités du dipôle 42, repérée par l'indice 43 > est fixée sur la face avant métallique conductrice du disque 41 avec laquelle elle est en contact électrique, cette fixation pouvant être permenentg/ou amovible comme dans le cas du dipôle 22 de la Fig. 2.Le disque 41 est pourvu à sa périphérie d'une pluralité de trous d'accrochae 44. Le dipôle 42 est avantageusement obtenu par cintrage d'une tige ou d'un tube métallique fait en un métal de bonne conductibilité et comporte une extrémité électriquement libre 45 située à une petite distance de la surface conductrice du disque 41. Pour consolider l'ensemble del'antenne murale considérée, ltextrémité 45 peut être supportée par une pièce isolante solidaire du disque 41. Un conducteur central 46 d'un câ- ble coaxial 47, destiné à relier l'antenne à un récepteur, est connecté à l'extrémité 45 du dipôle 42.Le conducteur extérieur 48 du câble coaxial 47 est électriquement relié à la surface métallique conductrice'du disque 41, par exemple par une soudure à ltal- liage étain-plomb ou par un bridage mécanique-. Le modèle d'antenne murale représenté sur la Fig. 4 est particulièrement bien adapté à la réception des transmissions effectuées dans la bande "modulation de fréquence", de 88 MHz à 100 MHz environ,du fait que la hauteur du dipôle replié et cintré 42 est sensiblement égale à + et que le disque 41 a un effet d'écran suffisant lorsque l'on donne à ce disque un'dia'mètre compris entre AÓ et + . 6 4 Dans les trois exemples de forme de réalisation d'antennes pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention qui ont été décrits, les surfaces métalliques conductrices sensiblement planes utilisées en coopération avec un dipôle replié au moins une fois pour constituer une antenne murale ont la forme d'un disque ; cette forme est avantageuse mais n'a-pas un caractère obligatoire. En demeurant vis-à-vis de la longueur d'onde des signaux à eapter dans les ordres ce grandeur qui ont été indiqués, il est également possible d'utiliser des pièces d'écrantage de forme ovale ou polygonale, le polygone utilisé ayant de préférence quatre côtés au moins. REVENDlCATlONS 1. Procédé de récettion d'ondes électromagnétiques de fréquence très élevée à- l'intérieur d'un immeuble, caractérisé en ce que le captage des ondes est effectué par une antenne murale compor- tant une surface métallique conductrice sensiblement plane appliquée contre un des murs et un dipôle, replié au moins une fois sur lui-êe, fixé au milieu de ladite surface métallique, une des extrémités dudit dipôle étant directement eonnectee à ladite surface métallique. 2. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que la surface métallique conductrice sensiblement plane est une surface métallique mince fixée sur un support isolant. 3. Procédé selon les revendications l et 2 caractérisé en ce que la surface métallique mince est une surface discontinue constituée par un réseau de bandes conductrices. 4. Procédé selon les revendications 1 et 2 caractérisé en ce que la surface métallique mince est une surface discontinue constituée par un réseau de ils conducteurs. 5. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce que ia surface métallique conductrice sensiblement plane est munie d'une pluralité de trous de fixation à sa périphérie. 6. Procédé selon la revendication 1 caractérisé en ce le dipôle est replié une deuxième fois dans un plan perpendiculaire à celui d'un premier pliage. 7. Procédé selon la revendication 6 caractérisé en ce que le dipôle est cintré dans un plaiperpenaiculaire à celui d'un premier pliage. 8. Procédé selon la revendication 7 caractérisé en ce que le cintrage de la revendication 7 est effectué selon un profil sensiblement circulaire. 9. Procédé selon une des revendications 1 à 8 caractérisé en ce qu'une surface métallique auxiliaire est disposée entre le mur support et l'antenne murale utilisée. 10, Procédé selon une des revendications 1 à 9 caractérisé en ce aue la surface métallique auxiliaire de la revendication 9 comporte une partie s'étendant à l'extérieur de l'immeuble.