Brevet FR2112013A1 — publié le 19720616

L'invention concerne une structure de support d'antenne radio- ; f ' électrique, celle-ci étant constituée d'une surface réfléchissante à courbure concave de révolution de très grande dinension et devant résister à des efforts statiques et dynamiques sans se déformer. 5 Pour de telles antennes comportant un treillis métallique gé néralement parabolique dont le diamètre extérieur peut aller de 10 à 60 mètres, des structures de support très importantes sont nécessaires et on a déjà proposé des ossatures composées de trièdres en poutrelles reliées à l'arrière par un bâti fixe. La surface concave 10 de l'antenne est nécessairement constituée, pour le montage sur le chantier, de surfaces métalliques élémentaires qui sont raccordées entre elles sur place. On connaît déjà de tels éléments de surface formés de trapèzes curvilignes sur lequel est lié le grillage de l'antenne, les c8tés du trapèze étant fixés à l'arrière par un ca-15 dre plan en fers profilés, tandis que des fers soudés de différentes longueurs relient lesdits cStés au cadre. On conçoit que de telles structure sont très lourdes, ne sont pas indéformables et que leur assemblage coûte cher. On a aussi réalisé des antennes par tranches radiales de paraboloïde, ces tranches étant bordées de tS-20 les perpendiculaires à la surface et qui sont fixées à des cercles extérieurs ou médians. Un tel dispositif n'ayant aucune triangulation ne peut résister à des efforts importants et ne se prête pas à la construction d'antennes de grandes dimensions. L'invention permet par contre de donner une structure pouvant 25 8tre transportée vers le lieu de montage par éléments indéformables, pouvant subir lorsqu'elle est assemblée des contraintes dynamiques et statiques dues au vent et au givre, cette structure étant montée au sommet de pylônes élevés, par exemple pour une hauteur d'axe de l'antenne de 20 à. 30 mètres au-dessus du sol. 30 Bile permet encore de ramener à trois points la liaison de la structure avec les armatures du pylône support et, par ces trois points un réglage très aisé de 11 ant enne en cite et an «ai mu t. Confort '-:::ent à 1 ' invention, la structure d1 antenne comprend : c.; Ion line surface ccnciwe le révolution un réseau de f :rs profilés ^ ^3 8 OU û — ' SUÏ'I £CG . C L. T* X qii > C j i- O J\i. : nt îv- ir:-_:-ill s oor.-;ïi~L,«S3 -les trian jieo curvili. ;r.es jointifs, et sur au moins deur. sc.n.-.c-ts r.on voisins J.esdits triangles, resç 2ctivc-:aent une barre de transmission de force vers l'arrière, chacune de ces barres ayant une ox-rônixé se trouvant dans un r.i?ae pl.-n substantiellement 40 vertical et les barres étant perpendiculaires à ce jlan, ces 70 15835 2 2112013 extrémités de barres étant chacune reliées à une pluralité de sommets des triangles curvilignes par d'autres barres déterminant ainsi des pyramides de sorte que les sommets des pyramides opposés aux surfaces triangulaires curvilignes transmettent la résultante des 5 forces appliquées auxdites surfaces. Dans I3 réalisation de l'invention apparaissent en outre les moyens qui suivent : Deux extrémités de barres formant les sommets de forces déjà mentionnés sont reliées entre elles par une barre rigide de manière 10 à faire opposition contre les forces de torsion pouvant s'appliquer aux bases curvilignes des pyramides. La surface réfléchissante est un paraboloïde et on dispose que les projections sur un plan arrière perpendiculaire à l'axe du paraboloïde des cStés curvilignes du réseau de fers profilés s'alignent 15 sur trois groupes de trois droites parallèles et à égales distances entre elles, la ligne milieu de chaque groupe passant par le centre de la projection de la surface et les trois lignes milieu faisant entre elles des angles de 60°, de telle èorte que lesdites projections forment 12 triangles équilatéraux dont 6 sont groupés en un 20 hexagone central et 6 sont extérieurs et adjacents aux premiers.Cet hexagone central est muni sur trois de ses sommets équidistants de 120° de barres de report de force déjà mentionnées, perpendiculaires au plan de référence, ce qui détermine ainsi trois pyramides à six faces couvrant par leur base la quasi-totalité de la surface concave. 25 Enfin, les projections des trois autres sommets dudit hexagone central forment des points secondaires de report de forces reliés par des barres aux triangles extérieurs non couverts par .les trois pyramides ci-dessus mentionnées. Les trois sommets principaux et les trois sommets secondaires étant, selon l'invention dans un rnSme plan, 30 il en résulte que ce plan peut être utilisé comme organe•directeur de l'ensemble de l'antenne au moyen de trois liaisons réglables entre, d'une part les sommets des trois pyramides principales et,d'autre part les mSts faisant partie du pylône. La description qui suit mentionne d'autres particularités de 35 11 inve.ition avec aux deccins annexés : Figure 1 : Un schéma théorique en perspective des élé-.er.t;-principaux de transmission de forces selon l'invention. Piqûre 2 : Une perspective simplifiée de deux pyramides voisines . 40 Figure 3 : Une vue en plan de la membrure d'un élément de pan 70 15835 3 2112013 neau. Figure 4 i Une -rue sché«i*tiqùe du réseau support d'antenne en projection verticale* Figure 5 x La décomposition de la projection selon figure 4 en 5 trois hexagones. Figure 5a s une projection partielle en vue latérale du paraboloïde selon figure 5* Figure 6 t Une vue schématique des liaisons entre les sommets de pyramides. 10 Figura 6a : Une projection partielle en vue latérale du para boloïde selon, figure 6. Figure 7 t Une vue en plan de la jonction centrale des éléments de paaneauz. Figura 8 I Une élévation du mode de raccordement entre les ti-15 rants et la membrure support de l'antenne. Figure 9 » Le profil vu en coupe de la structure d'antenne. Figure 10 t Une vue en plein des organes de réglage de la structure sur le pylône. Les moyens principaux de l'invention apparaissent d'abord sur 20 la figure 1 dans laquêLle est représentée sohématiquement une surface d'antenne 3 concave avec un périmètre circulaire pe. La aurfaoe est divisée en éléments triangulaires qui apparaissent déformés dans la perspective. Pour la clarté on a figuré seulement six de ces surfaces élémentaires : s11 ; s12, s13, s21, s22, 25 s23, qui sont respectivement délimitées par les côtés curvilignes : CI FE, CI ED, CI DO, C2 HO, C2 0D, C2 DJ. Si 'Ion considère un plan de référence P pratiquement vertical, par les sommets de surfaces élémentaires CI et C2 on abaisse respectivement une perpendiculaire CI A, C2 B sur ce plan. En joignant les 50 sommets respectivement 0, D, E, F au point A, et H, 0, D, J au point B on a déterminé deux pyramides de sommets A et B dont les bases formées de surfaces curvilignes sont communes par la ligne OD. On verra dans la suite eu'en réalité les points CI et C2 sont les centres de surfaces S10, S20 tracées sur l'antenne chacune des 35 surfaces élémentaires si 1 ou s21 ayant une surface symétrique* par rapport au points 01 >.u C2. Cels, signifie que les lignes Cl A et C2 3 qui ôont parallèles et pc-rp'endiculaires au plan P sont réalisables corr.r.e lignes d'application de forces transmises par des surfaces telles que S10 ou S20 dont Cl ou C2 sont les centres. En outre, 4C sn matérialisant la ligne joignant len sommets A B par une barre 70 15835 4 2112013 métallique on augnente la rigidité de la structure, cprmne cela est visible sur la figure 2. On retrouve sur cette figure les surfaces élémentaires SI3 et S23 ayant un côté curviligne commun DO, les ati-treB parties des pyramides de centres respectifs C1 et C2 n'ayart 5 pas été représentées. Les côtés AO, AD, BOf BD plus la barre dé liaison AB forment un tétraèdre indéformable qui neutralise les efforts relatifs entre C1 A et C2 B. On verra maintenant comment peut être Construite la membrure «upportant une surfaoe telle que S 13. Selon la figure 3 qui une 10 projection de barres métalliques en réalité curvilignes, le contour da ohaqua panneau formant le triangle 10, 11, 12 est constitué de trois pièces d'un profil en U, par exemple de 120 x 40 x 3* Chacune de ces pièces est soumise à. une déformation permanente sur çHaap pour obtenir la forme requise correspondante au profil du parabolçl~ * 15 de de la surf&oe d'antenne. Les trois pièces 1 sont ensuite assem* blées par soudure électrique sur un gabarit d'assemblage* Sur ce me gabarit sont assemblées également par soudure électrique des ral^i'." disseurs intermédiaires 2 et des goussetB de fixation 4* Comme il ,,Q~-apparaît sur la figure 3 le panneau se projette suivant un trian£l#3;? 20 équilatéral, les raidiasaura intermédiaires 2 reliant le milieu dM " rl cCtée. Dana ch&cxui deo triangle» ainsi formée on dispose enoort - »' ' raidisseurs SACoadairea 3« Lee raidisseurs intermédiaires 2 peurî^^ ^ * être par exemple des fers U 70 x 70 x 3 et les raidisseurs secondai-^ res des fers rondo de 14* Pour amener les surfaces des raidisseurs 25 dans le mSm* plan que celle des surfaces des profilés du contour, les raidisseurs en fer U sont noyés à la presse et les barres rondaa ^ sont éorasées à leurs extrémités. Sur le m8me gabarit d'assemblage ~;'-est fixée par aoudurs électrique la surface réfléchissante qui est constituée par ua grillas* métallique en fils d'acier galvanisés*1 "7 30 Chaque gousset 4 d'assemblage des angles qui. est de. formé "tri-: ' angulaire as* soudé tur le® profilés 1 et il est muni d'un trou 5 permettant de paeeer un boulon se rattachant à. une plaque de gousset ai ri 3 i qu'on 1* verra dano la suite. Les aurfacoa voisines telles que 313 et 323 sont adjacentes par 35 deux profilés curvilignes tel que 1, soit par exemple sur le côté 11, 12 de la figura 3 et la liaison des deux panneaux voisins pourra se faire par des boulons transvers.aus sur des axes tels que 9. Nous examinons ensuite la répartition des surfaces élémentaire^ c'est-à-dira des panneaux déjà décrits, sur l'ensemble de la surface 40 du paraboloïde constituant l'antenne. v .\ X.î .*i » .îW* 70 15835 5 2112013 ûo.i..;e cela se voit sur la figure 4 la division en naillee est rnon~rée géométriquement par trois groupes de lignes -droites sécantes, chaque croupe se composant de trois parallèles équidistantes tandis que les lignes médiantee de chaque groupe passe par le centre de la 5 projection de la surface et font entre elles des angles de 60°. Autour du centre 100 se trouve répartis six sommets d'hexagones : 102, 103, 104, 105, 106, 107 formés p-:.i- les croisos1. :r.ts deo lignes des trois groupes. Ces mêmes lignas rencontrent le cercle extérieur en 12 points équidistants : 106, 109, 110, 111, 112, 113» 114, 115, 116, 1C 117, 115, 1 1 9, les sommets do numéros impairs formant des triangles s-^jecents st opposés au:: côtés .le l'he::agcne central. Selon 1-.. figure 5 le "êire tracé est repris mais les éléments de surface scr.t répartis an trois hexagones conti^-us de centres 102, 104, 106 dont les élé-îsnts triangulés extérieurs touchant la périphérie de le. surface 15 l'antenne sont un peu tronquée. C'est sur la base de ce tracé de la figure 5 que l'on comprendra In. forme réelle des surfaces S10 et S20 ayant servi à l'explication de l'invention selon la. figure 1. Au point théorique 104 correspond le centre d'appui C1 avec un diagramme de forces selon figure 5a, la ligne 114 - Cl - 100 étant 20 une portion de la coupe parabolique de l'antenne, les forces étant transmises au point A par les barres 114 - A, C1 - A, 110 . A et il en est de même pour les quatre autreB points 103, 115, 105, 113. Les trois hexagones ci-dessus définis permettent donc de former dans l'espace une ossature support de l'antenne constituée de trois 25 pyramides à six faces et permettant le report des forces appliquées à tous les sommets de panneaux sauf trois, à savoir pour des derniers, les sommets 108, 112 et 116. Les figures 6 et 6a présentent une disposition connexe concerns-nt ces derniers sommets. Sur la figure 6 le point A est le mSme que celui de la figure 1 , en corres-30 pondance avec la répartition donnée par la figure 5, il existe deux centres symétriques E1 et B2 qui sont les centres des deux pyramides jointives avec colle de centre A. Le. ligne A B1 correspond avec la ligna AB de la figure 1 et il existe deux autres liaisons A 32 et 31 B2 qui forment un triangle équilatér&l A - 31 - 32 se trouvant dans 35 le plen. de référence P (figure 1 ) . Les -rois pyra^.idas sont ainsi reliées par uno configuration indéformalbe, cui est uatr-ris-lisêe par des tirants :né tslliques constituant les pièces maîtresses de l'ossature de l'antenne. 3n outre, aux points figuratifs 103, 105, 10? correspondent dans le plan 40 de référence trois points Z,. L, K ou sommet» secondaires qui sont 70 15835 6 2112013 respectivement reliés pax des barres aux points 112, 116, 10Ê. Ainsi les trois points d'appui périphériques de 11 ar.terjie sont maintenus dans l'espace par des pyrar.iides s ' imbriquant dans les premières et déterminant dans le plan, de référence trois sommets intermédiaires 5 amenant le périmètre de ce plan à un hexagone régulier. La figure 6a représente la disposition des forces s'appliquant sur la coupe 100 -102 formant une portion de parabole 100 - 103 - 100 à laquelle se joijnent les barres K - 112, K - 103, K - 100. En conclusion,la plus grande partie de la surface du parabo-10 loïde transmet directement e*c d'une manière équilibrée ses efforts aux points d'appui arrières, A, B1, B2 et les barres intermédiaires issues de K, L, M dans lu plan de référence ne subissent que les efforts de déséquilibre des actions locales du vent, soit de ls -i.istri-tuûion non régulière de la pression dynamique sur 1?. surface du p&ra-15 boloïde. Le principe de la figure 1 associé à la distribution des surfaces triangulaires comme il a été expliqué précédemment permet de construire une ossature d'antenne ainsi qu'elle est représentée en coupe par un plan vertical selon la figure 9. 20 Des panneaux élémentaires comme ils ont été définis par la fi gure 3 sont assemblés en une surface générale 3 de paraboloïde, cha- ... que assemblage ayant été réalisé au moyen des fers en U tels que 1. On retrouve les points de jonction des surfaces triangulaires de 100 à 119 tels qu'ils figurent sur la moitié droite de la figure S 4. Le plan de référence vertical est défini par la barre A - B2 vue de profil. Comme déjà mentionné, le point 104 est le centre de l'une des pyramides à base hexagonale et il est relié au point A par la barre 20 perpendiculaire au plan de référence. Le point 106 est le 30 centre de l'une des pyramides inférieures et il est relié, au point B2 par la barre 21. Les jonctions complexes des barres aux points respectivement A et B2 sont effectuées par des ensembles de goussets 13 et 14. Le point de la surface identifié par la projection 105 est relié au sommet secondaire L par une barre 30 avec jonction par un 35 gousset 22 et de même le point 107 est relié par une barre 31 au point secondaire M avec jonction par un gousset 23. Depuis les gous-ets 13, 14, 22, 23 on a réalisé des jonctions-de barres avec tous les joints de la surface coinne cela a été défini par les traces des figures 4, 5, û» Pour la clarté du dessin certaines barres de l'ossature 40:.'ont pas été représentées sur la figure 9, car cela aurait amené à 70 15835 T 2112013 un tracé trop compliqué. Il est facile de voir que la gousset 13,qui. matérialise le sommet A peut 8tr« réuni par des barrée aux points de la surface d'antenne 100, 103, 113» 114, 115, 105 mais n'apparaissent sur la figura 9 que les barres 20, 24» 25» 26 qui sont relati-5 vas respectivement aux points 104, 114, 115» 100. De même le sommet B2 comporte sur la figura les barres 21, 28, 32 relatives aux points 106, 100, 119. Le aommet L (gousset 22) comporte les barres 27» 30, 35» concernant les points 100, 105» 115. Le sommet (gousset 23) comporte les barres 29» 31» 33» 34 relatives aux points 100, 107» 10 119» 108. La source radioélectrique indiquée en général par 26 est logée dans une trompa fixée à l'angle aigu de deux montants 37» 39 prenant appui aux pointe 107 et 105 plus un autre montant non figuré sur la coupe et symétrique du montant 39» Le montant 37 sert en même temps 15 de support pour le coaxial 38 d'alimentation de la source* La figura 9 ne montre qu'une barre de liaison 40 entre les sommets A et B2, mais évidemment il existe trois barres comme représenté en traits gras sur la figure 6 qui forment un triangle A - B1 -32. Les sommets de concentration des efforts ainsi déterminés ser-20 vent de points de fixation et de réglage sur le pylône qui supporte l'ossature d'antenne. Un réglage de site est indiqué en général par il et les réglages d'azimut par 12 ; ces réglages étant également représentés vus en plan sur la figure 10. Le réglage de site est effectué aur des tiges filetées 44 attachées en 43 par des axes sur 25 des pattes du gousset 13, tandis que des écroue et contre-écrous 49» 50 permettent un blocage sur le mftt 48» Le réglage en azimut £2. comprend de part et d'autre de l'axe du mât 43 des tiges filetées réglables 46 attachées à. des points fixes du pylône support non représenté. 30 Le mode d'exécution de l'oeeature d'antenne comporte un monta ge soigné des panneaux entre eux sinei que des barres de l'ossature sur les goussets de jonction. La précision géométrique obtenue par le système tridimensionnel selon l'invention dépend de la précision dans la longueur des barres it de la précision des noyaux d'assemblage, 35o'est-à-dire des goussets, les barres ne devant pas avoir de jeu sur les goussets après assemblage. Les barres telles que 24» 25 Btc sont des tubes terminés par des chapes sans apport de métal ni soudure.Les assemblages des barres sur les goussets ont lieu uniquement par des boulions ajustés d'une manière aussi précise que possible dans les fo-40rages des goussets. 70 15835 s 2112013 Les pointa caatraux de jonction triangulaires da six panneaux sont taunia d'un gousset hesa^Mal 51 avec des perçages 5 calculés exactement pour faire coïncider la jonction des fimës les fsre 1 ûtîc les Lignas *l,éorlqueG de la division en mailles de la fi g 4» Dont? un gouanet tel q-e 17 recevant des barres convergentes 26, 2^, 1 ,=• lignes >i '• ajcy josî prévues pour se rencontrer au niveau de 1h fac-f arriéra ast: ïerc 1. Pour cela las P'îr;âges 53 prévus :iOur la f'i.ta-tion daa c..-i?yf3 52 ont été soign^uee.-ncnt calculée. -j-i'f -rentassures visiiiar.t d1 S i --a iJcrîc js per»3"t.~ "Cent I.i .ïc..-.arx-uctiOi3 d ' antennsa installées sur îjs élevés et su.niÙ3-.U1S - a :î -ïfforte oonôidé"~-i = I.^-T. 4 titre d' e.*eaipl L u^vai-tior; ii'est pas limitée à l'exemple de construction ci-dassus décrit, elle pourrait s'appliquer à des structures d'antenne à répj .r-i tior. tri:ngulej.r«! de surfaces élémentaires différentes sans sortir du mêir.e esprit. 70 1 50 _ ■ 21120:3 RT^7 5r:DiCA2io:rs 1.- Sti-uc-ure l'anterme radioélectrique d surfacc en treillis r.-.-Jt-lliqv.e 3uiv.i:it une courbe concc.ve io révolution, surface composée de pïjmeaux en c..dres r.iétrllijues a.ssir.blée, caractérisée en ce que la surface est divisée en mailles constituées de triangles cur- 5 vili^Ties jointifs et que, sur &u r.oins deux sommets des triangles curvili6nes opposés 1 un côté convnun scr.t montés respectivement des barres de transmission de forces dirigées vers l'arrière de le. surface, chacune des barres ayant une é 3j trouvant dans va m 8 me plen sensiblement vertical, les barres étant perpendiculaires 10 à ce plan et lesdites extrémités étant reliées chacune à une pluralité de sommets des triangles curvilignes par d'autres barres, déterminant ainsi des pyramides, de sorte que les sommets de pyramides opposés aux surfaces triangulaires curvilignes peuvent transmettre à un support fixe une résultante de forces appliquées auxdites sur-15 faces. 2.- Structure d'antenne selon revjndication 1 caractérisée en ce que deux extrémités des barres perpendiculaires au plan de référence îor.i reliées l'une à, l'autre par nne barre rigide de manière à s1 oprossr ai;:: efforts relatifs a ' e.p.^iiquv-nt -a iau:: ;yrt..v.ids.= voi- 2-1 si:iss. 3.- ."tractur-j vi'i.ii-.s.-.ne colon reven-Lic;. ;ions 1 et 2 car: ctérisée en ce que la surfac^ r-iiléc^-issonte est un. p: r. .bcloïcU; ot -.ius les aailles qui la composent sont obtenues par la prcjic ;ic:i le trois groupes de trois droit i-s parallèles et à égslos distances entre el- 25 les, la li gne milieu de chaçue groupe passant par le centre de la projection de la surface et les trois lignes milieu faisant entre elles un angle de oC°, de telle 'iorte que lesdites projections forment dou::e triangles équilc.téraux dont si:: sont groupés en un hexagone central régulier et nix ôont c-xt-jri iurs ^t adjacents aux cStés 30 dudit hexagone. 4.- Structure d' antenne nelon revondics.tions 1, 2, 3 caractérisée en ce que 11 henagone central est muni, sur trois sommets équi-distants de 120°, de trois barres de transmission de forces qui, dans le plan de référence déterminent trois sommets de trois pyra- 35 mides à six faces latérales, de sorte que ces pyramides par leurs bases de triangles curvilignes recouvrent la quasi-totalité de la surface d'antenne. 5.- Structure d'antenne selon revendications 1, 2, 3» 4 caractérisée en ce que les trois sommets de pyramides sont reliés carrss r^_,i.i3s. *e i 11:". ; sr..ie se] ricée en ce cuo los autres sonnets de 1 'hex^on j central sont mu ii. vers l'arri-l-re - r le. surface, de barres qui rencontrent le plm rr'-f'-rance :-r. :rcis joints s:-cond-iir:-s d'.:.;çpui de forces, lesdica cir.ts ét.v.nt r âliés p;-.r les barres ïux troic; sommets des ryrè."i. ; :r. -fomtcit un plan I" ex"i^onal. T-- 3tr.;cturc- d'antenne celon revendication 6 caractérisée ce lo!3 trois sommets secondaires soiit reliés par des barres c ar.jlss des surfaces curvilignes non compris dans les -rcis pyramides orincipales. G.- Structure d1 ar.te:i;ie selon revendication 5 caractérisée ir. ce .. ue la triangle de barres rigide présente un sommet pointé vv-rs le zénith et qui est relié à un mât fixe par une articulation et ne tije filetée réglable, tandis que les deux sommets de sa base sont respectivement reliés à un support fixe par des articulations et le:: tiges réglables. 9.- Structure u'anter.ne selon revendication 1 caractérie ée ev. cc- que chac'Ji ~ri:jr.jle curviligne est ccn^titué de trois fers • i---filés cambrés sur un gabarit parsbolioue, que Trois fers f om. •. .t ~r~ e oCiiT: r io bCtiV6r'.6.i. i-.m&s ai '..ij.ÂrU i-G:-^-ts f ùi*s prc_ _ 1 C. - Stru cture d'a selon rev i..:.icc.ti ons 1, ? cav-:c o