Brevet FR2085599A1 — publié le 19711224

i 2085599 La présente invention concerne des éléments rayonnants ou éléments d'antennes, et une méthode ainsi que des moyens pour réaliser l'échantillonnage du courant passant dans lesdits éléments dans le but de contrôler le champ rayonné. 5 Suivant l'invention, il est prévu une méthode d'échantillon nage du courant passant dans un élément rayonnant, qui comprend le découpage d'une encoche ou fente dans un élément, le couplage d'une ligne de transmission à ladite encoche ou fente, et l'insertion de moyens dans la ligne de transmission pour adapter ladite 10 encoche ou fente à un dispositif d'utilisation. Suivant une autre caractéristique de l'invention, ce dispositif d'utilisation peut comprendre un circuit de réception adapté pour mesurer le courant haute fréquence en amplitude et en phase. Les caractéristiques de la présente invention apparaîtront 15 mieux à la lecture de la description suivante faite en relation avec des exemples de réalisation de l'invention et les dessins ci-joints, dans lesquels: la figure 1 représente un élément rayonnant ayant la forme d'un dipôle modifié par une encoche ou fente fournissant une 20 sortie de contrôle, la figure 2 représente plusieurs façons d'adapter une ligne de transmission couplée à la fente ou encoche, la figure 3 donne une représentation du champ au voisinage des éléments rayonnants, et 25 la figure 4 représente un élément rayonnant ayant la forme d'un élément unipôle modifié de la même manière que le dipôle de la figure 1. La figure 1 représente les parties adjacentes 1 et 2 des deux "bras d'un dipôle. Une encoche ou fente étroite 3 a été dé-30 coupée à la surface du bras 2. Une ligne de transmission coaxiale 5 destinée au contrôle est couplée à la fente 3. Le conducteur central de la ligne coaxiale 5 est relié à un bord de la fente 3 tandis que le conducteur extérieur est relié à l'autre bord. Les bras du dipôle peuvent être plein ou creux et ils sont 35 supportés par un dispositif de passage symmétrique-dissymmétrique et le feeder de l'émetteur (non montré) est relié d'une manière bien connue. Une fente étroite découpée dans le bras du dipôle si celui-ci est creux ou une encoche s'il est plein interrompt une petite 40 partie du courant haute fréquence qui passe, et présente en travers 71 06923 2085599 de sa partie centrale une tension proportionnelle au courant, à la manière d'un transformateur de courant aux fréquences des réseaux d'alimentation de puissance. En choisissant convenablement les dimensions des fentes, la puissance envoyée à la ligne de 5 transmission par la fente est inférieure de 30 à 50 dB à la puissance appliquée au dipôle. Avec une encoche, cette valeur peut être même encore plus faible. On a le couplage maximal quand la fente est perpendiculaire au passage de courant, comme le montre la figure 1. Les couplages sont d'un ordre de grandeur tel qu'ils 10 n'ont qu'un effet négligeable sur la distribution du courant dans le dipôle. A son autre extrémité la ligne de transmission est reliée à un dispositif d'utilisation d'impédance caractéristique Zo, ce dispositif pouvant comprendre un récepteur adapté pour mesurer le courant haute fréquence en amplitude et en phase. 15 L'encoche ou la fente se comporte comme un générateur à basse impédance et légèrement inductif. On peut l'adapter à la ligne de transmission d'impédance caractéristique Zo avec une résistance de valeur R * Zo, comme le montre la figure 2. Dans la méthode (a) de la figure 2, la résistance est di-20 rectement placée en série avec l'encoche ou la fente. Cette méthode procure une bande passante maximale, mais ne permet pas de compenser l'inductance de l'encoche ou de la fente, si bien que l'adaptation n'est pas exacte. Dans la méthode (b), la résistance est montée en parallèle 25 sur l'encoche ou la fente à une distance (X/4 -A) de l'encoche ou fente, X étant la longueur d'onde de l'émission. La longueur A peut permettre de compenser l'inductance de l'encoche ou fente. Dans la méthode (c), la résistance est montée en série à une distance (X/2 - A) de l'encoche ou fente. & permet encore de 30 compenser l'inductance de l'encoche ou de la fente. Comme l'encoche ou fente constitue une source à basse impédance, son couplage avec le dipôle est pratiquement insensible aux conditions extérieures telles que de l'eau au voisinage de l'encoche ou fente. 35 La figure ^ montre une variante d'élément rayonnant auquel l'invention s'applique également, et qui comprend un élément uni-pôlaire au lieu d'un dipôle. Cette figure représente en fait une grande variété de dispositifs unipôlaires qui comprennent essentiellement un cylindre métallique 10 disposé au dessus d'un cylin-40 dre métallique 11 plus grand et connecté à la masse, le cylindre 10 71 06923 i 2085599 étant relié à l'âme 12 du feeder coaxial 13 qui passe à travers le cylindre 11 à la masse. Le conducteur extérieur du feeder 13 est relié au cylindre 11, et la hauteur totale du dispositif est égale à un quart-d'onde de l'onde émise, ladite hauteur étant 5 la hauteur réelle ou la hauteur électrique si on a fait, suivant un principe connu, un accord au moyen de condensateurs. Une fente ou encoche 14 est découpée dans le cylindre 11 pour 1'échantillonnage, et un câble coaxial 15 pour le contrôle est connecté à la fente 14j comme le montre la figure Zf. Les dispositifs ci-après 10 vont être décrits en relation avec les figures 1 et 2, c'est à dire la ligne de transmission et le dispositif d'utilisation. Si l'on se réfère maintenant à la figure 3j elle montre une représentation polaire du champ en un point P au voisinage d'un élément rayonnant, P étant dans une direction faisant un angle 9 15 avec la normale à l'élément et à une distance radiale R du centre 0 de l'élément, lequel a une longueur égale à 2L. On désigne par x la distance d'un point de l'élément au centre 0 et par dx une petite partie de l'élément rayonnant. Considérons un élément rayonnant de longueur 2L alimenté par 20 un courant I(x) de longueur d'onde X. La tension haute fréquence en un point P à la distance R (>>> A) du centre 0 est donnée par: L Tr 60 n cos 0 V ~ XR I(x) e2^** BinA dx (1) J-L (Voir par exemple le livre de R.A.Smith intitulé :"Aerials for 25 Metre and Decimetre Wavelengths", Camb. Univ. Press, 1949> page 25) Dans cette expression, e et i ont leurs sens normaux en algèbre complexe. On peut aussi écrire I(x) sous la forme de I .f(x), où 30 I est le courant à l'endroit de la fente. Ceci a pour effet de ramener l'expression du courant dans l'élément concernant le courant général I(x) au courant I en un point particulier (la fente). On peut alors écrire l'équation (1) sous la forme de: f L 60 "n cos 9 V ~ AR s -L I, f(x)e2llix- slnf dx (2) 35 qui en faisant l'intégrale entre les limites se réduit à l'expression générale: V = F(9,R). Is (3) 71 06923 4 2085599 L'équation (3) montre que le signal de sortie de la fente, . qui est proportionnel à I , reproduit les variations de V, à la fois en amplitude et en phase, causées par les variations de courant dans le dipôle ou l'élément quart-d'onde. Ce signal de sortie 5 reproduit à la fois l'effet de la puissance directement appliquée et celui de l'interaction des autres éléments rayonnants. Cette méthode de contrôle de courant peut être utilisée dans les dispositifs de simulation de champ à grande distance tels que celui décrit dans la demande de brevet déposé ce même 10 jour par la demanderesse sous le numéro On comprendra que la description ci-dessus d'exemples particuliers de réalisation de l'invention a été seulement faite à titre d'exemple et qu'elle ne constitue pas une limite à la portée de l'invention. 71 06923 2085599 5 REVENDICATIONS 1°) Méthode pour échantillonner le courant passant dans un élément rayonnant caractérisée en ce qu'elle comporte le découpage d'une encoche ou d'une fente dans ledit élément, le couplage d'une ligne de transmission à ladite encoche ou 5 fente, et l'insertion de moyens dans la ligne de transmission pour adapter ladite encoche ou fente à un dispositif d'utilisation. 2°) Méthode suivant la revendication 1, dans laquelle le dispositif d'utilisation comprend un circuit de réception adapté pour mesurer le courant haute fréquence à la fois en amplitude et en phase. 10 3°) Méthode suivant les revendications 1 et 2, dans laquelle les moyens d'adaptation comprennent une résistance ohmique égale à l'impédance caractéristique de ladite ligne de transmission, montée soit en série ou en dérivation sur la ligne à une distance prédéterminée de l'encoche ou de la fente. 4°) Méthode suivant la revendication 3, dans laquelle ladite distance 15 prédéterminée est soit pratiquement nulle ou voisine d'une demi longueur d'onde dans le cas d'une connexion en série, ou bien voisine d'un quart de longueur d'onde dans le cas d'une connexion en parallèle. 5°) Méthode suivant les revendications 1 et 2 et 3, dans laquelle ladite encoche ou fente est perpendiculaire à la direction du courant dans 20 l'élément rayonnant. 6°) Méthode suivant les revendications 1 et 2 et 3 et 4 et 5, dans laquelle ledit élément rayonnant est un dipôle. 7°) Méthode suivant les revendications 1 et 2 et 3 et 4 et 5* dans laquelle ledit élément rayonnant est unipolaire.