Brevet FR2431200A1 — publié le 19800208

La présente invention se rapporte à un dôme autoportant en forme de sphère et à faible réflexion électrique pour antennes. De tels dômes d'antennes, généralement désignés en langage courant sous le terme de dômes aérodynamiques d'antennes,ou ouradomes, servent en particu- lier à recouvrir les antennes radio directionnelles et peuvent présenter des diamètres de 10 m et plus. I1 est connu de fabriquer ces dômes sous la forme d'une enveloppe gonflable. En pareil cas, il y a risque que cette enveloppe ne se déforme sous l'action d'un vent violent et provoque une détérioration des caractéristiques électriques. Une fabrication en éléments rigides réunis en une construction autoportante exigeait jusqu'à présent la mise en oeuvre de moyens de fabrication importants étant donné que ces structures étaient exécutées avec des éléments de différentes grandeurs à la manière des igloos des esquimaux. Chacun de ces éléments, qui était déjà réalisé en construction plastique de type sandwich, nécessitait un dispositif spécial. Ces constructions étaient donc compliquées et onéreuses. La présente invention a par conséquent pour objet de simplifier dans une large mesure la fabrication des dômes d'antennes sphériques autoportants Ce résultat est atteint selon l'invention par le fait que toute la surface de la sphère est constituée par des éléments de surface sphériques identiques. Selon une autre particularité de l'invention, les éléments de surface sont constitués par des triangles sphériques équilatéraux comportant des angles sphériques identiques, ces angles étant de 72". De cette façon, il devient possible de fabriquer de façon simple et rationnelle des dômes aérodynamiques d'antennes en forme de sphères. L'importance des moyens de fabrication mis en oeuvre est fortement réduite du fait que cette méthode ne nécessite des dispositifs que pour un seul élément de surface, d'où une forte réduction des frais de fabrication. Pour que, même en cas de dômes de très grandes dimensions, les éléments individuels ne soient pas trop importants, chaque élément de surface t-riangulaire est, selon une autre caractéristique de l'invention, subdivisé soit en trois éléments quadrangulaires soit en six éléments triangulaires identiques. Si toutefois, les dômes sont de dimensions relativement petites, on peut également réunir selon l'invention cinq éléments quadrangulaires en un élément pentagonal. Tous les éléments obtenus de cette façon sont ici aussi de dimensions absolument identiques. Il en résulte qu'il est possible de subdiviser la totalité des dômes sphériques en éléments individuels facilitant la fabrication et le transport. L'idée d'utiliser des éléments de surface formés de triangles sphériques équilatéraux présente l'avantage que les éléments de surface peuvent être calculés à l'aide de la trigonométrie sphérique afin de pouvoir déterminer exacte ment les dimensions géométriques et que les éléments de surface sont, pour faciliter la fabrication, constitués par des triangles équilatéraux et isogoniques.En pareil cas, on peut envisager de n'utiliser que des triangles dont les angles, lors de l'assemblage sur la surface sphérique, se complètent pour former un nombre entier allant jusqu'à 360". Comme par ailleurs, la somme des angles d'un triangle sphérique est supérieure à celle d'un triangle plan et que si on choisit un angle de 1200, on obtient une longueur de côté négative, on n'utilise que des éléments de surface dont les angles sont soit de 72" soit de 90". On a été surpris de constater que la meilleure réalisation technique était obtenue avec des éléments de surface sphériques équilatéraux comportant des angles sphériques de 72". La surface sphérique est en pareil cas constitue par vingt de ces éléments de surface qui, par exemple par des apothèmes menées sur leur côté, peuvent être subdivisés en trois éléments quadrangulaires d'égale grandeur, ces éléments quadrangulaires pouvant à leur tour être subdivisés en deux éléments triangulaires de même grandeur. Avec un dôme de 10 m de diamètre par exemple, 2 on obtient alors des élémentsquadrangulaires d'environ 5,0 m qui sont encore faciles à fabriquer et à transporter. Si ces éléments sont également encore trop grands, on peut les resubdiviser en éléments triangulaires d'environ 2,5 m2. Les éléments de surface selon l'invention sont constitués par un noyau en mousse rigide avec couches de recouvrement en matière plastique renforcée de fibres. En pareil cas, les éléments sont mutuellement raccordés par des bandes marginales pouvant être assemblées. Ce mode de réalisation peut, pour n'importe quel diamètre du dôme, être optimisé en ce qui concerne la rigidité structurelle et les caractéristiques électriques. Des essais ont révélé que des couches de recouvrement d'environ 1,5 mm d'épaisseur en matière plastique renforcée de fibres produisarntuoe réflexion de tout au plus 2,2 % même avec un angle d'incidence le plus défavorable d'environ 60 et qu'il en allait de môme pour le noyau en mousse rigide.L'absorption par les angles de pertes diélectriques est inférieure à 17 et par conséquent négligeable. La disposition choisie des éléments de surface avec angles sphériques égaux de 72 et leurs subdivisions présente l'avantage, vu sous l'angle électrique, que ces éléments engendrent des arêtes de raccordement disposées irrégulièrement sur la surface de la sphère et avec orientation différente. Des coupes horizontales d'un dôme sphérique selon l'invention ont montré que ces coupes,en cas de disposition exacte des éléments, n'étaient jamais disposées parallèlement aux arêtes de raccordement. De cette façon, aussi bien les erreurs de phases que des déports ne peuvent pas s'ajouter et restent dans des limites négligeables. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description d'un mode de réalisation pris comme exemple, mais non limitatif, et illustré par le dessin annexé, sur lequel - la figure 1 représente une sphère avec sa division en éléments; - la figure 2 représente schématiquement un dôme sphérique; - la figure 3 est une coupe suivant III-III de la figure 2 des bords de deux éléments de surface. Conformément à la figure 1, la sphère 1 pour un dôme d'antenne est constituée par vingt éléments de surface identiques sphériques équilatéraux 2 en forme de triangles dont deux juxtaposés sont mis en évidence par des hachures. Ces triangles renferment des angles sphériques égaux 3 de 720. Autour des points 4, 5, 6 et 7, se rencontrent cinq angles de 72" respectivement, ce qui est illustré au point 4 par les angles 3 qui s'y juxtaposent. Celui des éléments de surface 2 qui est situé au-dessus est, par des apothèmes portés sur les cotés, subdivisé en trois éléments quadrangulaires 8 de même grandeur et présentant respectivement des angles sphériques identiques 3, 9 et 10. Les angles 9 sont respectivement de 900 et les angles 10 de 1200. En prenant comme exemple l'élé- ment quadrangulaire 8 de l'élément de surface inférieur 2, on voit que chaque élément quadrangulaire 8 peut en outre être subdivisé en deux éléments triangulaires 12 de même grandeur.Il en résulte une subdivision de l'élément de surface triangulaire 2 en six éléments triangulaires identiques 12. Les éléments triangulaires 12 ont des angles égaux 9 de 90" ainsi que des angles 13 de 600 (la moitié des angles 10) et des angles 14 de 36 (la moitié des angles 3).0n a en outre la possibilité d'engendrer douze éléments de surface identiques plus grands que les éléments de surface triangulaires 2 en réunissant les cinq éléments quadrangulaires 8 J disposés autour du point 6, en un élément pentagonal 15. La figure 2 représente schématiquement un mode de réalisation pratique d'un dôme aérodynamique 20 pour une antenne directive. La partie inférieure de la sphère 1 représentée sur la figure 1 a été supprimée et le dôme 20 en résultant a été placé sur un socle 21. A l'intérieur du dôme 20 et du socle 21 est logée l'antenne directive non représentée avec toutes les installations annexes. Le dôme aérodynamique 20 est constitué d'éléments quadrangulaires égaux 8. La structure du dôme 20 est représentée à titre d'exemple sur la figure 3 qui est une coupe passant par deux éléments quadrangulaires contigus 8.Chaque élément quadrangulaire 8 comporte un noyau 22 en mousse rigide revêtu des deux côtés par de minces couches de recouvrement 23 en matière plastique renforcée de fibres de verre. Les bords 24 des éléments quadrangulaires 8 sont respectivement décalés dans le sens inverse l'un par rapport à l'autre, ces bords étant avantageusement réalisés sous forme de bandes renforcées 24 , par exemple en stratifié-tissu à treillis ferreux, qui sont incorporées lors du montage.Entre à chaque fois deux éléments quadrangulaires 8 sont insérés des joints élastiques 25 La structure décrite des éléments quadrangulaires 8 n'est donnée qu'à titre-d'exemple. Les dômes aérodynamiques 20 constitués selon l'invention d'éléments de surface d'égale grandeur peuvent également être réalisés à l'aide d'autres matériaux ou en une autre construction sandwich. Le dôme 20 peut également être formé d'autres éléments de surface égaux comme par exemple les éléments triangulaires 12 ou les éléments pentagonaux 15. REVENDICATIONS 1. Dôme sphérique autoportant et à faible réflexion électrique pour antennes, caractérisé par le fait que toute la surface de la sphère est constituée par des éléments de surface sphériques égaux. 2. Dôme d'antennes selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les éléments de surface sont constitués par des triangles sphériques équilatéraux comportant des angles sphériques égaux. 3. Dôme d'antennes selon les revendications 1 et 2, caractérisé par le fait que les angles sphériques égaux sont de 72". 4. Dôme d'antennes selon ltune quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé par le fait que chaque élément de surface triangulaire est subdivisé en trois éléments quadrangulaires égaux. 5. Dôme d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, carac térisé par le fait que chaque élément de surface triangulaire est subdivisé en six éléments triangulaires égaux. 6. Dôme d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé par le fait que cinq éléments quadrangulaires sont réunis en un élément pentagonal. 7. Dôme d'antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que les éléments de surface sont constitués par un noyau en mousse rigide avec couches de recouvrement en matière plastique renforcée de fibres. 8. Dôme d'antennes selon la revendication 7, caractérisé par le fait que les éléments de surface sont mutuellement raccordés par des bandes marginales pouvant être assemblées.