Brevet FR2061570A1 — publié le 19710625

L'invention concerne une forme particulière d'antenne à périodicité logarithmi que qui, à longueur égale, permet de couvrir une gamme de longueurs d'onde considérablement augmentée. On rappelle qu'une antenne à périodicité logarithmique est constituée d'une ligne bifilaire sur laquelle sont connectés des dipôles de longueur décroissante sur l'un et l'autre fil alternativement. Le signal injecté à l'extrémité de l'antenne où les dipôles sont les plus courts, se propage alors le long de cette ligne jusqu'à ce qu'il rencontre une section de la structure où la longueur électrique des dipôles et les relations de phase soient telles que les conditions de rayonnement soient réalisées. Cette section est appelée zone active. L'énergie est alors réfléchie vers l'avant de la structure et est rayonnée par son extrémité. Les longueurs des dipôles et les espacements sont en progression géométrique décroissante à partir de l'élément le plus long. Dans ces conditions, on obtient des caractéristiques de fonctionnement à peu près identiques tout le long d'une gamme ayant une largeur notable : par exemple gain, angle d'ouverture du lobe principal, niveau relatif des lobes secondaires, à peu près constants dans une gamme couvrant, par exemple une octave. Pour une gamme couvrant une octave dans la bande d'ondes décametriques, par exemple 2 - 4 MHz, une telle antenne couvrira une longueur au sol de l'ordre 70 mètres. Mais il se présente des cas où la largeur de bande est très supérieurs, et exigerait alors une emprise au sol prohibitive. De meme, pour certains mobiles, par exemple automobile, l'antenne ne doit pas dépasser une certaine dimension (toit de la voiture). Dans de tels cas, on est conduit à chercher à augmenter sensiblement la largeur de bande couverte par une antenne à périodicité logarithmique ayant une longueur fixe donnée. On arrive à ce résultat, selon l'invention, en constituant les dipôles d'une antenne à périodicité logarithmique par un alignement de m sections reliées par [m-1) circuits oscillants du type parallèle, par exemple quatre sections reliées par trois circuits oscillants, les paramètres étant choisis, par des méthodes en soi connues, pour créer sur le brin formé par la section la plus courte d'un dipôle une résonance à une première fréquence F, ce premier brin se terminant sur un premier circuit accordé sur ladite fréquence F, pour créer sur le brin formé par ladite section la plus courte et la section suivante un deuxième brin résonant sur la fréquence F/2, ce deuxième brin se terminant sur un deuxième circuit accordé sur ladite fréquence F/2, pour créer sur le brin formé par ledit deuxième brin et la section suivante un troisième brin résonant sur la fréquence F/4, ce troisième brin se terminant sur un troisième circuit accordé sur ladite fréquence F/4, pour créer sur le brin formé par ledit troisième brin et la dernière section du dipôle un quatrième brin résonant sur la fréquence F/8, le dipôle le plus court étantétabli de la façon ci-dessus pour résonner sur une première série de fréquences harmoniques F1, F1 /2, F1/4, F1 /8, le dipôle le plus long étant 1' établi semblablement pour résonner sur une deuxième série de fréquences harmoniques F2, F2/2, F2/4, F2/8, avec, de préférence, F2 = F1/2, et les paramètres des dipôles intermédiaires ayant des valeurs selon une progression géométrique de raison prédéterminée. L'invention sera mieux comprise sur une description détaillée d'un mode de réalisation particulier, qui va être donnée en se référant au dessin annexé, dans lequel La figure 1 est une vue perspective d'implantation d'une antenne selon l'invention ; La figure 2 est un schéma représentant l'équipement d'un des dipôles de l'antenne selon la figure 1. FIGURE 1 -- Une antenne à périodicité logarithmique 1 est maintenue entre un ancrage au sol 10 et un ancrage sur pylone 11. Il -existe encore cinq ancrages au sol : 12, 13, 14, 15, 16, 17. 1Ba, 18b, 18c sont trois haubans de soutien du pylone 11. 19a et 19b sont des câbles de fixation auxiliaires. Le dipôle le plus court est formé des brins 20a, 20b, le dipôle le plus long est formé des brins 70a, 70b, les dipôles intermédiaires 30a, 30b : 40a, 40b 50a, 50b , 60a, 60b étant de longueur intermédiaire, l'ensemble formant une collection de longueurs en progression géométrique. Un brin tel que 70a est subdivisé en sections partielles 71, 73, 75, 77, reliés par des circuits accordés 72, 74, 76. Ou côté inférieur , la section 77 se termine sur un isolateur à forte résistance mécanique 78, qui est fixé sur le câble 19a par un court brin 79. Tous les dipôles sont constitués de façon analogue : on n'a pas référencé individuellement leurs divers éléments pour éviter d'allonger la description sans apporter au lecteur d'information nouvelle. Les dipôles sont piqués sur une ligne bifilaire 80, reliée à l'ancrage au sol Il par un isolateur 81, et alimentée à son extrémité inférieure par un passage dissymétrique/symétrique 82. FIGURE 2 - La figure 2 présente de façon schématique l'arrangement du dipôle le plus long d'une antenne couvrant par exemple la gamme 2 - 32 MHz. Le dipôle comprend deux brins identiques, formés chacun des sections partielles A, B, C, D, et constituant des brins partiels A, A+B, A+B+C, A+B+C+D. Pour le dipôle pluslong, les résonances de.ces brins partiels sont respectivement : 16, 8, 4, 2 MHz. Les sections partielles sont réunies par des circuits accordés, dans l'ordre : L1C1, L2C2, L3C3, ayant pour fréquence de résonance respective : 16, 8, .4 MHz. On a porté entre parenthèses les valeurs correspondantes pour le dipôle le plus court : 32, 16, 8, 4 MHz pour les brins partiels : 32, 16, 8 NHz pour les circuits accordés. Pour les dipoles intermédiaires, on obtiendrait les valeurs correspondantms 2- 3 4 en multipliant les valeurs de la première série de valeurs par r, r > r , r 5 respectivement, avec la condition r = 2. De cette façon on arrive à construire une antenne à périodicité logarithmique perfectionnée couvrant une bande de quatre octaves, qui n'est pas plus longue qu'une antenne logarithmique ordinaire couvrant une gamme d'une octave. Bien entendu, on doit comprendre que toutes les valeurs numériques ont été fournies uniquement à titre non limitatif pour fixer les idées, et que le mode d'application de l'invention est tout à fait général. REs'ENDICATION Antenne à périodicité logarithmique de longueur réduite, formée de plusieurs dipôles piqués de part et d'autre d'une ligne bifilaire rayonnante, caractérisée en ce que les dipoles de longueur variant en progression géométrique sont constitués par un alignement de m sections reliées par tm-13 circuits oscillants du type parallèle par exemple quatre sections reliées par trois circuits oscillants, les paramètres étant choisis, par des méthodes en soi connues, pour créer sur le brin formé par la section la plus courte dDun dipôle une résonance à une première fréquence F, ce premier brin se terminant sur un premier circuit accordé sur ladite fréquence F, pour créer sur le brin formé par ladite section la plus courte et la section suivante un deuxième brin résonant sur la fréquence F/2, ce deuxième brin se terminant sur un deuxième circuit accordé sur ladite fréquence F/2, pour créer sur le brin formé par ledit deuxième brin et la section suivante un troisième brin résonant sur la fréquence F/4, ce troisième brin se terminant sur un troisième circuit accordé sur ladite fréquence F/4, pour créer sur le brin formé par ledit troisième brin et la dernière section du dipôle un quatrième brin résonant sur la fréquence F/B, le dipôle le plus court étant établi de la façon civdessus pour résonner sur une première série de fréquences harmoniques F1 J F1 /2, F1 /4, F1/8, le dipôle le plus long étant établi semblablement pour résonner sur une deuxième série de fréquences harmoniques F2 F2/2, F2/4 F2/8, avec, de préférence, F2 = F1 /2, et les paramètres des dipôles intermédiaires ayant des valeurs selon une progression géométrique de raison prédéterminée.