Brevet FR2414259A1 — publié le 19790803

L'invention concerne une antenne à structure périodique logarithmique comportant une pluralité d'éléments rayonnants excitée à partir d'une ligne d'alimentation. De telles antennes sont bien connues ; on pourra consulter à ce sujet le livre intitulé "LOG PERIODIC ANTENNE" de Carl E. SMITH édité par SMITH Electronies. Ces antennes connues, lorsqu'elles sont de structure dissymétrique, c'est-à-dire lorsque-les éléments rayonnants sont des mono-pôles placés sur un plan de sol ou sur une surface conductrice, présentent une impédance, vue à la prise d'alimentation, bien différente de celle souhaitée pour être raccordées aux dispositifs d'utilisation usuels. I1 est donc nécessaire de prévoir un transformateur d'adaptation. Ceci est considéré comme un inconvénient puisque cela implique, soit la présence d'un compoeant supplémentaire, soit de l'insérer à même dans la ligne d'alimentation en compliquant la structure de l'antenne. Lorsque ces antennes, du type dissymétrique, sont montées sur un plan de sol de dimensions réduites (comme c'est le cas des antennes embarquées sur un engin de locomotion), il se produit une désadaptation grave aux fréquences basses. L'invention propose une antenne du genre mentionné dans le préambule qui ne présente pas les inconvénients précités et. qui puisee être facilement adaptée lorsque, notamment, elle est du type dissymétrique, placée sur un plan de sol de surface r6- duite. Une antenne à structure périodique logarithmique conforme à l'invention est remarquable en ce que chaque élément rayonnant eet couplé à la ligne d'alimentation par voie capacitive. Ainsi, grâce à l'invention, on a à Sa disposition des paramètres de réglage qui permettent de rattraper des désadaptations importantes de l'antenne ; on peut faire bouger le point de couplage, jouer sur la valeur de la capacité, allonger la longueur de la ligne d'alimentation entre deux éléments rayonnants. Une antenne, selon une autre caractéristique de l'invention est remarquable en ce quelle est formée par des éléments rayonnants du type mono-pôle épais et en ce que le couplage par voie capacitive est obtenu au moyen d'un segment de ligne coaxiale fixé sur chaque mono-pôle. Une telle antenne présente une hauteur réduite du fait de l'utilisation de mono-pôles épais et d'une structure rigide. La description suivante faite en regard des dessins annexés, le tout donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La figure I représente une antenne conforme à l'invention, La figure 2 représente le mode de réalisation préféré d'une antenne conforme à l'invention, La figure 3 représente un détail de réalisation de lian tenne montrée à la figure 2. L'antenne montrée à la figure 1 comporte huit mono-ptles M1, M2, M3,..... M8, dont les hauteurs H1, H2, H3,..... H8 par rapport au plan de sol P sont en progression géométrique, c'està-dire H2 H3 = .... H8 = # H1 H2 H7 Le paramètre t est appelé facteur d'expansion. Les extrémités des mono-pôles sont situées sur une ligne qui forme à l'apex 0 un angle o( par rapport au plan de sol P. On définit aussi un facteur d'espacement a~ qui est lié à l'angle &alpha; et au facteurG par la relation &alpha; = Arctg1 - # 4 # Pour alimenter cette antenne, on utilise une ligne d'alimentation LA connectée en bout d'une prise coaxiale CO ; à cette prise on peut, soit brancher un émetteur dont l'impédance de sortie est de 50 ohms, soit un récepteur présentant une impédance d'entrée de meme valeur. Conformément à l'invention, la ligne d'alimentation LA est couplée aux différents mono-pôles M1, M2, M8 par voie capacitive. Dans le cas montré à la figure 1, on a prévu différents condensateurs C1, C2, C3, C8 interconnectant respectivement chacun des mono-pôles M1, M2, M3,.... M3 NBavec la ligne d'alimen- tation LA. Au lieu d'être formée par des mono-pôles filiformes, l'antenne conforme à l'invention, selon un mode de réalisation préféré, est composée par un alignement de mono-pôles du type mono-pôles épais constitués par des "dents trapézoïdales" ; ceci est représenté à la figure 2 ; chaque dent, référencée respectivement par D1, D2, .... D5, se comporte au point de vue radioélectrique comme un mono-pôle filiforme de hauteur plus grande, comme cela est bien connu. Chaque dent est formée par deux montants tir1rtfl' pour la dent D1, M1,NE' pour la dent D2 etc...; ces montants sont fixés au plan de sol P.Pour réaliser les différentes capacités C1, C2, C3, C4 et C5, on fixe sur les deux montants respectivement, à une hauteur h(i) et h(i+l) d'une dent quelconque D(i), un tube cylindrique qui est traversé par la ligne d'alimentation LA. La figure 3 montre le détail de raccordement entre deux dents consécutives D(i) et D(i+l) ; la ligne d'alimentation LA traversant les tubes formant les capacités C(i) et C(i+1) est représentée en pointillé ; la ligne d'alimentation LA est maintenue à l'intérieur de ces tubes par une rondelle isolante R(i) et R(i+l) d'épaisseur convenablement choisie pour obtenir l'adaptation souhaitée ; ces rondelles peuvent être en polyéthylène par exemple. La structure d'une telle antenne -donne une grande liberté dans le choix des paramètres de réglage de façon à réaliser la meilleure adaptation possible ; ainsi, on peut jouer sur la longueur L de la ligne d'alimentation entre deux dents ; cette longueur L peut être supérieure à la distance entre ces denx dents on peut jouer aussi sur le diamètre et même, comme il l'a déjà été dit, sur la longueur t des rondelles isolantes. On a réalisé une telle antenne avec cinq dents telle celle montrée à la figure 2 ; pour cette antenne on a choisi les paramètres Z et oc tels que t = 0,8 = 0,07 La dent la plus haute a comme hauteur respective de chaque montant 3,4 m et 2,72 m ; la dent la plus petite a ppur hauteur de montants 0,57 m et 0,455 m ; chacune des capacités est formée de la manière suivante Longueur Diamètre de la Capacité Diamètre Longueur dela h et h' ligne d'alimen du tube rondelle tation entre les isolante dents C5 17 mm 160 mm 120 mm 50-65 mm --- L mm C4 14 mm 250 mm 165 mm 75-100 8 mm C3 14 mm 403 mm 102 mm 148-168 4 mm avec L = 370 mm C2 ld, mm 575 mm 100 mm 225-400 30 mm avec L = 655 mm C1 16 mm 1000 mm 300 mm 490-500 Une telle antenne présente un taux d'onde stationnaire qui reste inférieur à 2 pour une gamme de fréquence allant de 20 NH à 90 NHz, et cela pour un plan de sol dont les dimensions sont à peine supérieures à celles de l'antenne. Bien que la présente description ait été faite à titre d'exemple non limitatif, il est bien évident que l'on peut réaliser l'antenne autrement sans pour cela sortir du cadre de la présente invention. Ainsi, au lieu d'utiliser des dents de forme trapézodale, on peut avoir des formes rectangulaires ou triangulaires ; on peut aussiutiliser des formes telles que constituées par deux triangles opposés par la base ; on peut encore utiliser des mono-pô1es avec charge en tête. Le couplage, lorsaue l'élément rayonnant est du type épais, peut Qtre réalisé par différentes capacités localisées connectées en différents points de l'élément rayonnant. REVENDICAXIONS 1. Antenne à structure périodique logarithmique comportant une pluralité d'éléments rayonnants excités par une ligne d'alimentation, caractérisée en ce que chaque élément rayonnant est couplé à la ligne d'alimentation par voie capacitive. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est formée par des éléments rayonnants du type mono-ple épais et en ce que le couplage par voie capacitive est obtenu au moyen d'un segment de ligne coaxiale fixé sur chaque mono-pôle. 3. Antenne selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisée en ce que chaque élément rayonnant a la forme d'une dent trapézodale. 4. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'il est prévu une rondelle isolante dans le segment de ligne coaxiale dont l'épaisseur est variable en fonction de l'adaptation à obtenir. 5. Antenne selon la revendication 1 ou 2 ou 3 ou 4, caractérisée en ce que la longueur de la ligne d'alimentation peut 8trie, entre deux éléments rayonnants, supérieure à la distance séparant ces deux éléments et propre à fournir l'adaptation recherchée. 6. Antenne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le diamètre de la ligne d'alimentation entre deux éléments rayonnants consécutifs peut avoir une dimension propre à obtenir l'adaptation convenable.