Brevet FR2046880A1 — publié le 19710312

L'invention est relative à un dipôle électrique alimenté d'une manière non symétrique, dont les moitiés de l'élément rayonnant présentant de préférence une longueur égale au quart de la longueur d'onde d'utilisation sont, à l'emplacement où elles sowt alimentées1 accouplées électriquement et mécaniquement à l'extrémité ouverte d'une fourchette conductrice, dont la partie fermée de la fourchette se prolonge suivant un support tubulaire, ce support et une moitié de la fourchette formant, avec un conducteur intérieur, une ligne coaxiale, et ce conducteur intérieur étant relié par la moitié de l'élément rayonnant fixée à cette moitié de fourchette, à l'emplacement d'alimentation de la moitié opposée de l'élé-ment rayonnant. Les dipôles demi-ondes usuels présentent les inconvénients suivants 1. ils ne peuvent être alimentés directement par une ligne dissymétrique sans que la symétrie du dipôle soit détruite ; 2. ils doivent être fixés à un support au moyen de pièces isolantes ; 3. leur impédance de raccordement dépend fortement de la fréquence d'uni lisation. On connait déjà des dispositifs qui améliorent ces propriétés en ce qu'elles ont de désavantageux. Pour le raccordement d'une ligne dissymétrique (représentée sur la figure 1) il est usuel par exemple de monter en amont du dipôle 2 un pot ou cavité d'arrêt 1 qui, au voisinage de sa fréquence de résonance, n'affecte qu'à peine la symétrie du dipôle. Ce pot d'arrêts a alorstne longueur égale à > /4, étant la longueur d'onde d'utilisation. Le problème du soutien d'au moins une des moitiés de l'élé- ment rayonnant à l'ai-de de matériaux isolants et celui de la faible longueur de bande ne sont cependant pas résolus pour autant. Un autre mode de réalisation connu est représenté par la figure 2. La symétrisation du raccordement est, dans ce cas, rés-olue par une ligne symétrique 3 et 3' en forme de fourchette, d'une longueur égale à 7/4 qui, à chacune des extrémités de son ou verture,est connectée aux moitiés de dipôle 4 et 5 et qui, à son extrémité fermée, se prolonge suivant une ligne coaxiale. Le conducteur intérieur 7 de la ligne coaxiale (figure 2a) suit l'un des conducteurs 3' de manière à ne provoquer qu'une détérioration aussi faible que possible de la symétrie. A l'emplace- ment d'alimentation de l'élément rayonnant, ce conducteur intérieur 7 est connecté à l'extrémité opposée de la fourchette. Cette disposition, en comparaison de celles comportant un pot d'arrêt, présente déjà l'avantage que les moitiés de l'éle- ment rayonnant sont reliées galvaniquement. Si la ligne en forme de fourchette est de construction suffisamment solide, elle peut être utilisée comme support des moitiés de dipôle. Une autre amélioration est constituée par la -disposition connue representée par la figure 3. Ici la ligne en forme de fourchette, de longueur égale à A/14,est formée par des tubes 8 et 8' dont l'un contient le conducteur intérieur 9 qui traverse la moitié 5 de l'élément rayonnant fixée à cette moitié de fourchette 8' et va à l'emplacement d'alimentation de la moitié opposée 4 de l'élément rayonnant. L'invention a donc pour but-d'améliorer les dispositifs connus et de réaliser un dipôle simple dont l'adaptation soit valable sur une large bande defréquencé. Dans un dipôle du genre décrit au préambule, ce problème est résolu par le fait que, pour obtenir à l'emplacement d'alimentation du dipôle une conductance ou admittance convenable pour la transformation et/ou'la compensation de l'impédance du dipôle, la fourchette conductrice a une longueur inférieure au quart de la longueur d'onde. Sur le dipôle se trouve ainsi montée en parallèle une admittance inductive non négligeable. Cette admittance peut alors ser- vir à la transformation ou à la compensation de l'impédance du dipôle. Une autre proposition conforme à l'invention, est caractéri- sée par un bout de conducteur connecté à l'emplacement dtalimen tation du dipôle, dont l'admittance est montée en parallèle sur le dipôle. Le bout de conducteur peut être en outre réalisé sous une forme telle qu'il ait la forme d'un barreau qui soit raccordé à la même moitié de l'élément rayonnant que le conducteur intérieur et qu'il s'engage, parallèlement à l'axe des moities d'élément rayonnant, dans- -l'espa-ceintérieùr de la moitié- opposée de l'élément rayonnant. Ce bout-de conducteur forme -alors-avec ltespåce-intérieur d'e la moitié d'élément rayonnantune une ligne coaxiale inductive don't l'admittance est -égalemen--t montée-en parallèle sur le dipôle. Un exemple, illustratif, mais nullement limitatif, de réalisation de l'invention est décrit plus en détail ci-après en se référant à la figure 4 des dessins annexés. Les moitiés tubulaires 11 et 12 de l'élément rayonnant d'un dipôle sont connectées entre elles par une fourchette 13 réalisée en tube conducteur. A l'extrémité fermée de la fourchette 13, en son milieu, est raccordé un tube conducteur 14 qui sert de support au dipôle. Contrairement aux dispositifs connus, décrits ci-dessus, la fourchette 13 n'a pas une longueur égale à )/14 mais une longueur inférieure. Dans ces conditions, ainsi qu'on l'a déjà mentionné ci-dessus, une admittance inductive qui n'est plus négligeable se trouve montée en parallèle sur le dipôle et cette admittance peut être utilisée alors pour la transformation de l'impédance du dipôle. Le support 14 et une moitié de la fourchette 13 sont réalisés sous forme de ligne coaxiale pour l'alimentation du dipôle. Un conducteur intérieur 18 sortant à l'extrémité ouverte 15 de la fourchette 13 est relié galvaniquement à l'emplacement de raccordement 16 de la moitié 11 du dipôle. Dans l'espace intérieur de la moitié tubulaire 12 du dipôle, s'engage, venant également de l'emplacement de raccordement 16, un conducteur en forme de barreau 17. Ce conducteur 17 forme avec l'espace intérieur de la moitié 12 du dipôle une ligne coaxiale inductive, dont l'admittance se trouve également montée en parallèle sur le dipôle. Au lieu du conducteur en forme de barreau 17 on pourrait aussi utiliser un conducteur d'ure autre forme, par exemple en forme de spirale ou de bande. Ainsi, on réalise un dipôle, mécaniquement simple et solide, alimenté par une ligne coaxiale, qui a un effet extérieur symétrique et dont l'impédance peut être modifiée dans de larges limites, sans être sujette aux inconvénients signalés ci-dessus, au moyen des deux admittances inductives supplémentaires montées à son emplacement d'alimentation. Ces admittances inductives sont déterminées par les paramètres de conduction de la fourchette 13 et de la moitié 12 de l'élément rayonnant avec le conducteur en forme de barreau 17. La fourchette 13 constitue alors une ligne symétrique en court-circuit. Le conducteur en forme de barreau 17 dispo sé coaxialement à l'intérieur de la moitié 12 d'élément rayonnant peut être ouvert ou court-circuité. La grandeur des admittances et leurs variations en fonction de la fréquence se calculent d'une manière connue. A la place de la disposition symétrique du support 24 par rapport à la fourchette 13 on peut aussi, afin de simplifier la fabrication du dipôle, réaliser le support dans le prolongement direct d'une extrémité de la fourchette. Le conducteur intérieur peut alors être disposé à l'intérieur de cette extrémité de la fourchette et à l'intérieur du support sans former aucun coude. Le dipôle conforme à l'invention permet de résoudre un certain nombre de problèmes d'une manière très simple. Un certain nombre d'exemples sont décrits ci-apres Pour la compensation à large bande d'un dipôle demi-onde, la ligne, constituée par la fourchette 13 et par le conducteur en forme de barreau 17 placé à l'intérieur de la moitié 12 de l'élément rayonnant, est dimensionnée de manière à se comporter comme un circuit résonant parallèle. Le degré de compensation peut être déterminé par un cnoix convenable des paramètres de conduction. Le conducteur intérieur 18 situé à l'intérieur de la fourchette 13 et du support 14 peut, d'une manière en soi connue, être agencé, pour être équivalent à un transformateur, de manière qu'à l'emplacement de raccordement inférieur 19 l'impédance compensée du dipôle soit amenée à la valeur désirée.D'autre part, on peut aussi obtenir une compensation de l'impédance du dipôle par la coopération de l'admittance de la fourchette 13 et de la ligne, agissant à la manière d'un transformateur, disposée en aval, avec le conducteur intérieur 18. Comme autre exemple, on considérera un dipôle dont la longueur de l'élément rayonnant, pour obtenir un diagramme de rayonnement déterminé, doit etre choisie de manière que son impédance dans toute la gamme de fréquence d'utilisation ne prenne pas de valeurs réelles. A l'aide des admittances de la fourchette 13 et du conducteur en forme de barreau 17 disposé à l'intérieur de la moitié 12 de l'élément rayonnant et éventuellement d'un transformateur de ligne disposé entre l'extrémité 15 de la fourchette et le raccordement inférieur 19, on peut d'une manière simple, réaliser une transformation d'impédance pour obtenir la valeur désirée. La figure 5 représente un autre mode de réalisation de l'invention. Cette figure montre un dipôle demi-onde doublement com pensé, dont l'impédance d'entrée ne s'écarte que très peu d'une valeur de consigne sur une très large bande de fréquence. Sa constitution correspond essentiellement à celle du dipôle de la figure 4. En plus, à l'intérieur de moitié 21 de l'élément rayonnant est logée une ligne de compensation- série. Celle-ci se compose d'un autre morceau de conducteur en forme de barreau 30 qui s'engage, en constituant un prolongement d'un conducteur intérieur 28 au-delà de l'emplacement de raccordement 26, dans l'espace intérieur de la moitié correspondant 21 de l'élément rayonnant. L'effet de cette disposition est représenté sur la figure 6 sous forme de diagramme d'impédance. La courbe a représente les variations d'impédance, dans la gamme de fréquence de service, pour le dipôle seul. La courbe b s'obtint en tenant compte des deux admittances de la fourchettes 23 et des conducteurs dans la moitié 22 de l'élément rayonnant. Il s'agit ici d'une compensation dite en parallèle. Le conducteur intérieur 28 venant de l'extrémité 25 de la fourchette quf, à 1' emplacement de raccordement 26,s'engage à l'intérieur de la moitié 21 de l'élément rayonnant, y forme une ligne coaxiale ouverte à son extrémité. A l'emplacement de raccordement 26 ce morceau de conducteur agit alors comme une réactance disposée en série entre le dipôle et la ligne d'alimentation 28 et de grandeur x =-jZ coty 2 h, formule dans laquelle Z est l'impédance caractéristique de la ligne formée par la surface intérieure de la moitié 21 de l'élément rayonnant et par le conducteur intérieur 30-, 1 est la longueur de cette ligne et la longueur d'onde d'utilisation. Les paramètres des éléments de compensation se règlent de manière à obtenir l'adaptation optimale dans la gamme de fréquence d'utilisation. Le conducteur intérieur 28 peut être à son tour utilisé pour la transformation de l'impédance du dipôle afin de l'amener à l'impédance de raccordement désirée à l'emplacement de raccordement 29. Les variations d'impédance de l'ensemble du dispositif de la figure 5, mettant en oeuvre le principe de la double compensation, sont représentées sur la courbe de la figure 7. Comme il va de soi, et comme il résulte d'ailleurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite nullement å ceux de ses modes d'application, non plus qu'à ceux des modes de réalisation de ses diverses parties, ayant été plus spécialement indiqués elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. REVENDICATIONS 1. Dipôle électrique alimenté d'une manière non symétrique, dont les moitiés de l'élément rayonnant présentant de préférence une longueur égale au quart de la longueur d'onde d'utilisation, sont å l'emplacement ot elles sont alimentées, accouplées électriquement et mécaniquement a l'extrémité ouverte d'une fourchette conductrice, dont la partie fermée de la fourchette se prolonge suivant un support tubulaire, ce support et une moitié de la fourchette formant, avec un conducteur intérieur, une ligne coaxiale et ce conducteur intérieur étant relié, par la moitié de l'élé- ment rayonnant fixée à cette moitié de fourchette, à l'emplacement d'alimentation de la moitié opposée de l'élément rayonnant, lequel dipôle est essentiellement caractérisé en ce que pour obtenir l'emplacement d'alimentation 16 du dipôle une admittance convenable pour la transformation et/ou la compensation de l'impédance du dipôle, la fourchette conductrice 13 a une longueur inférieure au quart de la-longueur d'onde ( 2. Dipôle selon la revendication 1, caractérisé par un morceau de conducteur 17 raccordé à l'emplacement d'alimentation 16 du dipôle, dont l'admittance est montée en parallèle sur le dipôle. 3. Dipôle selon la revendication 2,caractérisé en ce que le morceau de conducteur 17 est raccordé à la-même moitié 11 d'élément rayonnant que le conducteur intérieur 18 et qu'il s'engage, parallèlement à l'axe des moitiés 11, 12 d'élément rayonnant, dans l'espace intérieur de la moitié opposée 12 d'élément rayonnant. 4. Dipôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le morceau de conducteur est un conducteur en forme de barreau 17. 5. Dipôle selon l'une quelconque des revendications 1 I 3, caractérisé par un dimensionnement de la fourchette 13 et du morceau de conducteur 17 tel que leur ensemble agisse à la manière d'un circuit résonant parallèle. 6. Dipôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le conducteur intérieur 18 traversant le support tubulaire 14 et l'une des moitiés de la fourchette est équivalent à un transformateur. 7. Dipôle selon la revendication 6, caractérisé en ce que les admittances du conducteur intérieur 18, agencé de manière que la ligne agisse à la manière d'un transformateur, et de la fourchette 13 servent à compenser l'impédance du dipôle. 8. Dipôle selon la revendication 2, caractérisé par son application à des dipôles dont les éléments rayonnants ont une longueur telle que l'impédance du dipôle ne prend aucune valeur réelle sur une gamme de fréquence déterminée 9. Dipôle selon la revendication 3, caractérisé en ce que le conducteur intérieur, en série avec l'impédance du dipôle, s'engage, pour constituer un morceau de conducteur en forme de barreau 30 supplémentaire, au-delà de l'emplacement dialimentation 26, dans l'espace intérieur de la moitié correspondante 21 de l'élément rayonnant. 10. Dipôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support tubulaire 14 est fixé au milieu de la partie fermée de la fourchette 13. 11. Dipôle selon la revendication 1, caractérisé en ce que le support tubulaire constitue un prolongement rectiligne d'une extrémité de la fourchette