Brevet FR2168890A1 — publié le 19730907

La présente invention concerne un dispositif d'antenne à large bande utilisable en monopolarisation ou double polarisation; l'invention concerne plus parti culièrement un système d'alimentation ou d 'émission associé à un radiateur ou réflecteur, notamment parabolique, par exemple pour émission de faisceau herzien, permettant de couvrir des bandes de fréquence très larges et utili sables en émission mono-polarisée ou à double polarisation. Les antennes de ce type actuellement existantes sont constituées essentiellement d'une surface réfléchissante formée par exemple d'un radiateur parabolique, au foyer duquel est placé un ensemble radio électrique constituant l'émetteur proprement dit ou élément rayonnant associé éventuellement à un polariseur ou filtre de polarisation; l'antenne ou aérien conventionnel comporte enfin un jeu de deux guides d'ondes correspondant respectivement au plan E et au plan H de l'ensemble émetteur radio électrique disposé au foyer du radiateur ces guides d'ondes, de forme courbée rejoignant la face arrière du radiateur et traversant à cet effet le plan de ce dernier et étant raccordé en amont au conducteur ou montée de guides dans la structure support (pylone ou tour). Chaque plan de bandes de fréquence suivantes dans les techniques actuellement mises en oeuvre nécessite un type d'aérien conv entionnel 3.700 - 4.200 MHz 4.400 - 5.000 MHz 5.925 - 6.425 MHz 6.575 - 7.125 MHz 7.125 - 7.725 MHz 7.725 - 8.325 MHz 10.700 - 11.700 MHz 12.200 - 13.200 MHz Soit 8 types pour un diamètre déterminé en double polarisation, plus 8 types en monopolarisation; compte tenu d'une gamme classique de 6 diamètres répartis de 1 m à 3, 5 m ceci conduit à une éxécution de 96 modèles d'antennes différents. On comprend qu'il est difficile dans ces conditions d'aboutir à une rationalisation et à une standardisation dans les fabrications puisque l'on aboutit dans les solutions actuelles à 16 types différents de source primaire d'émission et à 144 types de guides d'ondes différents. Dans ces conditions les fabrications se font par quantités relativement réduites ce qui élève le prix de revient en entraine des conséquences en aval de la fabrication au niveau des tenues de stock et des problèmes d'échange de pièces chez les utilisateurs. La présente invention vise à remédier à ces divers inconvénients et concerne un dispositif pour la réalisation d'une antenne spécialement pour émetteur de faisfaisceau herzien, permettant de réaliser avec un minimum de pièces standardisées des antennes couvrant des gammes ou bandes de fréquence très larges. A cet effet l'invention concerne une antenne spécialement pour émission d'ondes ultra courtes constituée d'une surface réfléchissante associée à un organe rayonnant constituant la source d'ondes émises et disposé en face de la surface réfléchissante, caractérisée en ce que l'élément rayonnant est disposé à l'ex- trémité d'un guide d'ondes tubulaire unique associé à un polariseur disposé à entrée amont de ce guide. De préférence le guide d'ondes est de forme recourbée et son entrée est disposée sensiblement sous et légèrement en arrière de la surface réfléctrice. Le dispositif ainsi défini permet de réaliser un type standard d'antenne ou d'aérien couvrant une bande de fréquence bèaucoup plus large que dans les dispositifs conventionnels et il est possible de couvrir avec quatre types d'ensembles homogènes des fréquences d'utilisation allant de 3.000 à 18.000 MHz selon les plages de répartition suivantes 3.000 à 5.000MHz 5.000 à 8.000 MHz 8.000 à 12.000 MHz 12.000 à 18.000 MHz On voit ainsi qu'il est possible, pour un réflecteur de dimensions déterminées, de couvrir avec seulement 4 types d'ensemble une gamrne de fréquence de 3.000 à 18.000 MHz. En outre l'invention permet par le positionnement d'un filtre de polarisation à l'entrée du guide d'ondes, d'utiliser l'antenne ainsi réalisée indifféremment en antenne émettrice d'ondes monopolarisées ou d'ondes à double polarisation; il suffit en effet de disposer à l'entrée du guide d'ondes, par conséquent à un endroit facilement accessible et extérieur par rapport à la surface réfléchissante, un filtre de polarisation approprié pour obtenir soit un .érien à simple polarisation plan E ou plan H soit un aérien à double polarisation. En outre il est possible de changer dans les limites des 60% de la bande passante de chaque type le plan des fréquences d'utilisation alors que les bandes passantes conventionnelles actuelles sont limitées à environ plus ou moins 5% de la fréquence centrale d'utilisation; il n'est plus nécessaire en effet dans le dispositif de l'invention de modifier les pièces fixes constituées par le radiateur parabolique; l'émetteur rayonnant et le guide d'ondes; cet ensemble est mis en place une fois pour toute et ne subit pas de modifications il suffit par contre à l'entrée du guide d'ondes de modifier soit le polariseur soit les éléments de transition pour pouvoir modifier dans la plage de 60% de la bande centrale les possibilités d'utilisation de l'aérien installé. On voit ainsi qu'au niveau de l'utilisateur le dispositif réalisé conformément à l'invention permet une commodité d'utilisation considérablement accrue par rapport aux dispositifs antérieurs tout en réalisant des performances d'exploitation au moins identiques et équivalentes à celles obtenues avec les dispositifs conventionnels. En outre le dispositif de l'invention en permettant de standardiser les éléments fixes de l'aérien constitués essentiellement par le reflecteur, l'émetteur dis posé en bout du guide d'ondes lui meme, on abaisse les coûts et frais de maintenance en permettant une tenue de stock améliorée par réduction du nombre de pièces. Bien entendu sur le plan des commodités et des avantages de construction le dispositif de l'invention permet de standardiser la fabrication des éléments composants entrant dans la réalisation de l'aérien et constitués de la sur face réflectrice de l'émetteur et du guide d'ondes; on ramène ainsi les pièces de à un nombre de modèles réduits, chaque modèle entrant dans une pladgekypes de fabrications couvrant une gamme d'ondes très larges comme vu pré cédemment. On peut ainsi couvrir les gammes d'ondes de 3.000 à 18.000 MHz avec 4 types de source primaire (ensemble réflécteur, émetteur, guide d'ondes) au lieu de 16 types dans les aériens conventionnels; pareillement on peut ramener le nombre de guides d'ondes nécessaire à 24 types au lieu des 144 types qui étaient rendus nécessaires dans les constructions antérieures pour couvrir une plage de longueur d'ondes identiques. Cette diminution du nombre des types ou modèles permet une baisse des prix de revient unitaire due notamment à la réalisation de ces éléments par grande série rendant possible l'utilisation d'outillage spécial et permettant l'exécution des pièces par fonderie en alliage léger; il en est de meme en ce qui concerne les guides d'ondes qui sont réalisés à partir de tubes spéciaux calibrés en alliage léger selon quelques dimensions de base pour les sections des tubes. Enfin la réduction du nombre des pièces permet une dimanution des charges financières liées à l'allégement des tocks tout en permettant des cadences de fabrication et des délais de livraison améliorés. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront égalemetrlt exposés dans la description qui suit et qui concerne une forme de réalisation donnée à titre d'exemple sans caractère limitatif avec référence aux dessins annexés. La planche et figure unique représente une vue en élévation latérale d'une antenne réalisée conformémécnt à l'invention. On voit que cette antenne se compose d'une surface réfléchissante constituée ici d'un radiateur parabolique 1, au foyer duquel se trouve positionné un excitateur ou organe rayonnant 2 dont les ondes sont reçues et réfléchies par le radiateur 1; l'excitateur 2 se trouve disposé à l'extrémité du guide d'ondes 3 de forme courbée et dont la base est positionnée en dessous de la surface réfléchissante 1. Le guide d'ondes 3 est associé à une transition permettant de passer de l'ou- verture du guide rectangulaire d'alimentation(non représenté aux dessins) soit plan E soit plan H à l'ouverture du guide d'ondes 3 est elle même amovible et interchangeable et elle peut etre remplacée facilement par le filtre de polarisations 4'.comportant sur la voie directe une transition suivie du filtre de polarisation permettant de raccorder la seconde polarisation orthogonale à la polarisation de la voie directe. Pour assurer la parfaite interchangeabilité des pièces 4 et 4' ces pièces exécutées en fonderie d'alliage léger ont un corps identique "voie directe" qui est une transition, corps sur lequel est rapporté un piquage pour la réalisation du filtre de polarisations. La description qui précède n'a été donnée qu'en relation avec une forme de réalisation particulière et n'a donc aucun caractère limitatif et l'on pourra à partir des éléments décrits réaliser plusieurs variantes et formes de réalisation de l'invention sans en franchir les limites. REVENDICATIONS 1 - Antenne spécialement pour émission d'ondes ultra courtt s constituée d'une surface réfléchissante associée à un organe rayonnant constituant la source d'ondes émises et disposé en face de la surface réfléchissante, caractérisée en ce que l'élément rayonnant est ldisposé à l'extrémité d'un guide d'ondes tubulaire unique associé à un polariseur disposé à l'entrée amont de ce guide. 2 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce que le guide d'ondes unique est de forme recourbée et son entrée amont est disposée sensiblement sous et légèrement en arrière de la surface réflectrice. 3 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce qu'elle est associée à une transition permettant de passer de l'ouverture du guide rectangulaire d'alimentation soit plan E soit plan H à l'ouverture du guide d'ondes. 4 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce qu'elle est associée à un filtre de polarisation 4' comportant sur la voie directe une transition suivie du filtre de polarisation permettant ,de raccorder la seconde polarisation orthogonale à la polarisation de la voie directe. 5 - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en outre en ce qu'elle comporte à la foie une transition selon la revendication 3 et un filtre de po larisation selon la revendication 4, ces deux pièces étant interchangeables et amovibles 6 - Antenne selon la revendication 5, dans laquelle la transition et le filtre de polarisation sont exécutés en fonderie d'alliage léger ont un corps léger identique "voie directe" qui est une transition corps sur lequel est rapporté un piquage pour la réalisation du filtre de polarisations.