Brevet FR2036909A1 — publié le 19701231

» 2036909 La. présente invention due à Louis CHANTELOUVE et à Michel CHAJKOIN concerne les antennes logarithmiques constituées à. l'aide de cadres rayonnants. On sait que les antennes logarithmiques sont constituées 5 d'alignements d'éléments rayonnants dont les dimensions et espacements croissent de façon logarithmique, à mesure que I'on s'éloigne du point d'alimentation. Cette disposition permet d'émettre avec une grande directivité des ondes de fréquences diverses dans une bande délimitée par les fréquences de résonance des élé-10 ments de dimensions extrêmes. Les éléments rayonnants sont fréquemment des dipôles, mais on sait qu'il est plus intéressant, au point de vue directivité et bande passante, de leur substituer des boucles fermées, en forme de cadre, dont le périmètre est égal à la longueur d'onde. 15 Toutefois les antennes connues ainsi constituées présentent des variations d'impédances importantes en fonction de la fréquence, qu'on ne peut limiter entre des valeurs raisonnables qu'en réduisant la largeur de leur bande de fréquence d'utilisation.. 20 La présente invention a pour objet de pallier ces inconvé nients. L'antenne logarithmique selon l'invention est du type utilisant des éléments rayonnants en forme de bouele fermée, elle est caractérisée en ce qu'au moins une impédance de valeur prédéterminée est insérée dans ladite boucle, en au moins un point 25 ayant une position prédéterminée, lesdites positions*et lesdi— tes valeurs étant telles que lesdites impédances soient sans influence sensible sur le diagramme du rayonnement et l'impédance de ladite boucle au voisinage de sa longueur d'onde de résonance, mais que ladite impédance de boucle ait une valeur croissante 30 avec la longueur d'onde au delà de la longueur d'onde de résonance. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description et des dessins joints 69 11990 2 2036909 sur lesquels : Le, figure t est une vue en perspective schématique d'une antenne logarithmique à cadres selon l'art connu. La figure 2 est une vue en plan d'un exemple de réalisation 5 d'un cadre selon l'invention. Sur la figure 1, une ligne symétrique bifilaire 1, alimentée à son origine par un dispositif 2, émetteur ou récepteur d'énergie haute fréquence, est relié à une pluralité de bouclés carréës, alignées le long de la ligne 1, et dont les dimensions et les es-10 pacements sont croissants en s'éloignant du dispositif 2. Seules sont représentées les quatre premières 3, 4, 5, 6 et les 3 dernières 11, 12, 13. Ces boucles sont montées de manière à se refermer par l'intermédiaire de cette ligne 1, chacune d'elles lui étant connectée en sens inverse par rapport à celle qui la précè— 15 de et celle qui la suit. Le fonctionnement de cet ensemble est bien connu. Chaque cadre entre en résonance pour une onde dont la longueur d'onde est voisine de sa longueur électrique. La progression de la dimension des cadres est suffisamment lente pour que plusieurs- cadres con-.20 sécutifs (3 à 5 généralement) soient actifs simultanément. Le cadre le plus éloigné, donc le plus grand, résonne sur îa longueur d'onde la plus grande de la gamme de fonctionnement de l'antenne. En service sur cette longueur d'onde, les petits cadres présentent une longueur électrique faible, do ne une impéd.ance réduite, entraî-25 nant une désadaptation de la ligne. Ce phénomène limite la dimension du plus petit cadre, par rapport au plus grand c'est à dire l'étendue de la gamme de fréquences utilisables. En pratique elle ne peut guère dépasser deux octaves. La figure 2 montre un exemple de réalisation,selon l'inven-30 tion,d'un des petits cadres «le l'antenne de là figure 1. Le cadre 4 relié à la ligne d'alimentation 1, par ses extrémités 21 et 22 possède des montants verticaux 23 et 24 interrompus par les isolateurs respectifs 25 et 26 aux bornes desquels sont" connectés les condensateurs correspondants 27 et 28. Les r~'h &- ! V 69 11990 3 2036909 . isolateurs 25 et 26 sont, montés symétriquement par rapport à la ligne 1 et sont séparés par une longueur L de la boucle. Lorsque le cadre 4 est excité par une onde correspondant à sa longueur d'onde propre, il vibre en présentant des. ventres 5 de tensions au niveau des isolateurs 27 et 28, théoriquement pour une valeur de L = -y- -, f\ étant la longueur électrique du cadre, elle même très voisine, dans l'air, de la mesure de sa longueur. Electriquement, le cadre est assimilable à deux dipôles cou-10 plés par les capacités 27 et 28. L'expérience confirme que, ainsi modifié, le cadre présente un gain, un diagramme de rayonnement et .une impédance sensiblement; inchangés.,à condition que les capacités de couplage 27 et 28.aient une valeur suffisante . Les valeurs sont néanmoins faibles, car l'impédance des dipôles à leur 15 Ventre de tension est élevée. Il en résulte que le cadre sera pratiquement ouvert aux fréquences inférieures à sa fréquence propre et ne perturbera plus l'adaptation de l'antenne à ces fréquences. Les valeurs de capacités de couplage sont si faibles qu'il est possible de constituer les isolateurs de manière que 20 leur capacité propre corresponde à la valeur nécessaire au couplage ci-dessus. On constate aussi, en pratique, que par suite de la capacité constituée par la ligne d'alimentation, le point de coupure optimal d'un cadre s'obtient-en faisant L voisin de 0,45 p où p 25 est le périmètre du cadre. Les dispositions ci-dessus décrites se prêtent à une réalisation pratique très simple et robuste, et ne modifient pas sensiblement les performances originelles des cadres, mais elles ne constituent qu'une variante préférentielle parmi d'autres. 30 II est possible, par^ exemple, de substituer aux isolateurs une impédance de coupure combinant des auto-inductances et des capacités, présentant l'impédance de couplage minimale nécessaire à la fréquence de résonance et une impédance élevée pour les fréquences plus basses. 69 11990 4 2036909 On peut aussi envisager une coupure en un seul des points définis plus haut, ou de déplacer cet unique point de coupure en une position diamétralement opposée à la ligne d'alimentation, en y plaçant un circuit résonnant en série sur la fréquence pro-5 pre du cadre. 69 11990 C r ? 5 2036909 •si;ou u? *.»&? BBYEHBX &£TIOîfô ".f.îj'-îl': Od* - .tx-vj ^âternie îogaritïimique du typeutilisant des éléments rayoa» ?^ûaa§à'-ëii'"forme de boucle fermée, caractérisée en ce qu®aû moins une impédance de valeur prédéterminée est insérée dans ladite boucle, en au moins un point ayant une position prédéterminée, 5 lesdites positions et lesdites valeurs étant telles que lesdites impédances soient sans influence sensible sur le diagramme de rayonnement et lfimpédance de ladite boucle au voisinage de sa longueur d'onde de résonance, mais que ladite impédance de boucle ait une valeur croissante avec la longueur d'onde au delà 10 de la longueur d'onde de résonance» 2. Antenae s©ioa 1, e&r&ctérisée ea ee pe le nombre desdits points d'insertion est égal à 2 et qu'ils partagent ladite boucle en deux moitiés sensiblement égales, ladite impédance étant une capacitance de faible valeur. 15 3. Antenne selon 2 , caractériséeen ce que ladite impédance est constituée par la capacitance des borties d'an isolateur monté auxdits points d'insertion.