Brevet FR2192393A1 — publié le 19740208

l'invention concerne une antenne à rayonnement omnidirectionnel autour d run axe principal, formée dtau moins deux éléments alignés dont les axes coïncident avec ledit axe principal. Les antennes du genre mentionné ci-dessus sont utiliséeS par exemple, dans une station centrale avec des émetteurs de puissance réduite pour assurer une liaison avec des stations mobiles; llalignement,dans cet exemple, vertical augmente la puissance apparente rayonnée et de ce fait, assure une meilleure liaison entre la station centrale et les stations mobiles; un autre exemple dutilisation est celui d 'une station fixe au sol chargée de communiquer avec des avions, dans ce dernier exemple le diagramme de rayonnement doit être modelé suivant une certaine loi dans le plan vertical de l'alignement. Lorsque l'on a affaire à un tel alignement d'éléments rayonnants, le problème que l'on rencontre est d'alimenter chacun de ces éléments; il n1 est pas possible de les alimenter sans précaution par des câbles séparés; ceux-ci passant au voisinage d'autres éléments perturbent leur rayonnement et le diagramme de rayonnement de antenne n'est plus omnidirectionnel. Une solution pour alimenter les différents éléments de l1an- tenne du genre mentionné ci-dessus est décrite aux pages 113 et 114 du livre "Les Antennes" ( deuxième édition ) de Léo Thourel, livre édité à Paris par la librairie Dunod. Cette solution présente un inconvénient important: les an tennes ainsi conçues sont extrêmement sélectives, c 'est à dire le diagramme de rayonnement et l'impédance que l'antenne présente à l'émetteur ou au récepteur, ne resteRacceptablesque pour une très petite variation de fréquence autour de la fréquence d'accord. La présente invention a pour but de pallier aux inconvénients précités; l'antenne conforme à l'invention est rematuable en ce que chaque élément peut être alimenté par une ligne d'alimentation de petit diamètre traversant la zone active d'un autre élément par deux passages et en ce qu'un circuit est prévu pour amener au niveau de l'un desdits passages une impédance pratiquement infinie entre la ligne d'alimentation et les bords du passage. L'idée de l'invention est d'alimenter chaque élément rayon nant par une ligne distincte de façon à avoir une assez grande bande de fréquences de fonctionnement et de supprimer l'effet perturbateur d'une ligne traversant la zone active d'un élément. La description suivante en regard des dessins annexés fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure 1 montre comment un câble d'alimentation traverse la zone active d'un élément de l'antenne excitée symétriquement. La figure 2 montre comment un câble d'alimentation traverse la zone active d'un élément de l'antenne excitée d'une manière dyssymétrique. La figure 3 montre un exemple de réalisation d'une antenne conforme à l'invention. tes figures 4 & représentent des détails de l'antenne montrée à la figure 7 La figure 1 représente un élément rayonnant dit du type dipôle à manchettes dont l'axe est confondu avec l'axe principal 1 de l'antenne; cet élément est formé de deux surfaces cylindriques 2 et 3 dont l'axe de révolution est confondu avec l'axe prin cipal 1; à une extrémité du cylindre 2 se trouve en contact élec trique un disque conducteur 4, de même à une extrémité du cy lindre 3 se trouve un autre disque 5; par ailleurs, une borne d'entrée 6 est reliée à un répartiteur de puissance 7 à deux sorties sur lesquelles sont connectés deux câbles 8 et 9; le câble 8 est destiné à alimenter l'élément rayonnant montré à la figure 1 alors que le câble 9 est destiné à alimenter un autre élément non montré qui peut être de structure identique; pour alimenter lrélément rayonnant composé des surfaces cylindriques 2 et 3, dans cet exemple décrit, le câble 8 est connecté à un transformateur du type dyssymétrique-symétrique 10, les deux fils de sortie de ce transformateur sont soudés respectivement aux disques 4 et 5. Conformément à l'invention, le câble 9 traverse la zone active de ltélément rayonnant par un premier passage 11 prévu sur le disque 5 et par un deuxième passage 12 sur le disque 4, au niveau de chaque passage entre la gaine du câble 9 et les bords du pae sage 11 une impédance pratiquement infinie est ramenée par un circuit constitué par un stub; ce stub est formé d'une ligne coaxiale dont l'âme est donc formée par la gaine métallique du câble 9 et par une paroi cylindrique 17 dont une extrémité colncide avec les bords du passage 11 et dont l'autre extrémité est fermée par un disque 14 formant un court circuit pour la ligne coaxiale ainsi définie; la longueur de la paroi conductrice est sensiblement égale à /A/4 où ?r est la longueur d'onde de fonction- nement; l'élément rayonnant étant alimenté d'une manière symétrique, un stub formé par une paroi cylindrique 15 fermée par un court circuit ramène une impédance infinie au niveau du bord 12. La surface cylindrique 2 et la paroi cylindrique 5 formobune ligne de transmission de telle manière que le disque 4 constituant court circuit pour cette ligne ramène une impédance pratiquement infinie à l'extrémité 17 de la surface 2; de la même façon, à l'extrémité 18 de la surface 3 opposée à celle qui est en contact avec le disque 5, on a aussi une impédance pratiquement infinie. On remarque bien que grâce à l'invention, le câble 9 est complètement isolé de l'élément rayonnant montré à la figure 1, son influence perturbatrice est donc estrêmement réduite. I1 est bien entendu que le diamètre du câble 9 doit être faible par rapport au diamètre de l'élément traversé, d'autre part, plusieurs câbles peuvent traverser l'élément de la manière décrite relativement au câble 9. La figure 2 montre une variante de 1 ' antenne dont un élément celui qui est montré à cette figure,est excité selon un mode dyssymétrique; les différents constituants correspondant à ceux de la figure 1 portent les mêmes références; dans cette variante, le transformateur 10 a été rendu inutile; on profite du fait que l'impédance ramenée dans un plan perpendiculaire au niveau du bord 18 est pratiquement infinie entre ce bord et d'une part la gaine du câble 9 et d'autre part la gaine du câble 8. Dans cette variante,pour respecter le mode d'excitation, on remarque que le câble 9 traverse le disque 5 par un passage 11, dont les bords sont en contact électrique avec la gaine du câble 9. La figure 3 donne à titre indicatif une réalisation d'une antenne conforme à l'invention; cette antenne est formée de deux éléments rayonnants du type dipôle à manchettes, les éléments correspondant aux figures précédentes portent les mêmes références, les valeurs des différentes dimensions en millimétres représentées par des lettres sur la figure 3 sont données ci-dessous: A = 153 B = 137 C = 14 D = 163 Sur les figures 4 et 5 qui montrent en plan les disques 4 et 5, on a: E = 58 F = 20 G = 10 Une telle antenne a alors les performances suivantes: R.O.S. Les antennes conformes à l'invention peuvent être composées d'éléments rayonnants d'un type autre que celui qui a été décrit, par exemple, élément conque, biconique; l'impédance infinie au niveau des passages peut être ramenée par des circuits anti-résonnants localisés constitués par des selfs et des capacités pour des fréquences plus basses que celles indiquées ci-dessus ou par des ferrites.' Le fait qu'il est possible d'alimenter séparément les différents éléments d'une antenne présente des avantages supplémentaires: il est possible de modeler le diagramme de rayonnement dans le plan vertical en modifiant d'une part le rapport de puissance délivrée par le répartiteur de puissance et d'autre part la longueur des différents câbles; il est aussi possible de se servir d'une manière tout à fait indépendante d'un ou plusieurs éléments de l'antenne. REVENDICATIONS 1 - Antenne à bonnement omnidirectionnel autour d d'un axe principal formée d'au moins deux éléments rayonnants dont les axes coïncident avec 1 ' axe principal, ceractérisée en ce aue chaque élément peut être alimenté nar une lione d'alimentation de petit diamètre traversant la zone active d'un autre élément par deux passages et en ce qur un circuit est prévu pour amener au niveau de l'un desdits passages une impédance pratiquement infinie entre la ligne d'alimentation et les bords du passage. 2 - Antenne selon la revendication 1 caractérisée en ce que celle-ci est formée de deux dipôles à manchettes excités d'une manière dyssymétrioue, alimentés car deux câbles munis d'une gaine conductrice , un de ces câbles traversant la zone active d'un dipôle par un premier passage en contact électrique avec la gaine et par un deuxième passage au niveau duquel une im pédance pratiquement infinie est ramenée par une ligne quartd'onde fermée à son extrémité.