Brevet FR2518825A1 — publié le 19830624

ANTENNE COURTE POUR EMETTEUR-RECEPTEUR D'ONDES ELECTROMAGNETIQUES PORTABLE La présente invention concerne une antenne courte, pour émet- teur-récepteur d'ondes électromagnétiques portable. Les antennes de ce type ont quelquefois à fonctionner dans un environnement naturel, tel que des sous bois qui peut mettre à rude épreuve leur résistance mécanique Dans ces conditions d'exploitation, l'antenne ne doit pas gêner l'avance de l'opérateur, elle doit pouvoir se plier facilement au contact des obstacles et reprendre le plus rapidement possible sa position rectiligne verticale lorsque l'obstacle a disparu afin d'assurer au mieux sa fonction d'antenne Pour obtenir une bonne résis- tance mécanique de l'antenne, plusieurs réalisations sont déjà connues. Dans une première réalisation l'antenne est constituée par plu- sieurs lames métalliques, juxtaposées dans le sens de leur épaisseur et orientées de façon que les directions de leurs grands axes soient parallèles entre elles, les lames étant fixées par une de leurs extrémités à un embout de connexion et entre elles par des points intermédiaires situés le long de l'axe longitudinal de l'antenne à l'aide de rivets Les lames de métal sont légèrement courbées dans le sens de la largeur Les lames sont assemblées par groupes et de façon que les plus petites soient situées à l'extérieur de l'antenne. Cette réalisation présente des inconvénients à la fois électriques et mécaniques En effet, le courant haute fréquence qui se déplace sur les lames extérieures de l'antenne rencontre des discontinuités à chaque changement de longueur de lame Ces discontinuités introduisent des perturbations qui nuisent au bon fonctionnement du poste émetteur- récepteur Ces discontinuités apparaissent d'ailleurs d'autant plus gênan- tes lorsque l'antenne est peinte Pour assurer une bonne continuité électrique, les rivets sont parfois en cuivre donc peu résistants Le blocage mécanique des lames, fait que les efforts sur le métal sont très importants au changement de section, car à ces endroits, les variations -2518825 -2 brutales de section provoquent des efforts tranchants importants Par ailleurs, la traversée des rivets crée des zones de concentration de contraintes aux endroits o les efforts sont les plus importants et empêche le glissement des lames les unes par rapport aux autres. Selon une autre réalisation, des rivets passent au travers de lumières ménagées dans les lames de l'antenne de façon à permettre un glissement relatif des rivets par rapport aux lames, et les lames de plus grandes longueurs sont disposées à l'extérieur de l'antenne La solution adoptée pour cette dernière réalisation améliore largement les propriétés mécaniques et électriques de l'antenne, toutefois la présence des rivets entraîne un phénomène d'usure de ceux-ci qui nuisent à la longue aux propriétés mécaniques de l'antenne. L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. A cet effet l'invention a pour objet, une antenne courte pour émetteur-récepteur d'ondes électromagnétiques portable comprenant plu- sieurs lames, à peu près planes, de longueurs différentes, ayant des grands axes parallèles entre eux et situés dans un même plan perpendiculaire aux faces des lames, les lames étant empilées dans le sens de leur épaisseur et fixées par une de leurs extrémités à un même embout de connexion, caractérisée en ce que la longueur des lames est déterminée pour que l'épaisseur totale des lames, empilées en un point quelconque, soit à peu près proportionnelle à la racine carrée de la distance séparant ce point, de l'extrémité de l'antenne opposée à l'embout de connexion et en ce que le maintien des lames entre elles est assuré par un dispositif isolant, entourant tout o partie de l'antenne à l'intérieur duquel les lames peuvent coulisser. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront au cours de la description faite au regard des dessins annexés, donnés uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'antenne selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'antenne selon l'invention. L'antenne représentée à la figure l comprend un embout I et un ensemble de six lames plates numérotées de 2 à 7 L'embout l se compose d'une tige filetée 9, d'un trou lisse 10 pratiqué dans l'axe de la tige 9 et-un 18825 support de lames Il Le trou lisse 10 est destiné à recevoir la broche de connexion, non représentée, de l'antenne pour assurer sa liaison au poste émetteur-récepteur également non représenté Le support de lames Il est constitué par un épaulement 12 et par une butée 13 perpendiculaire à la face plane de l'épaulement 12 Les lames 2 à 7 ont chacune une de leurs extrémités en contact avec la face plane de l'épaulement 12 et sont maintenues serrées entre cuir et chair entre la butée 13 et une plaque amovible 14 par l'intermédiaire des rivets 15 et 16 Les lames 2 à 7 sont empilées dans le sens de leur épaisseur entre la butée 13 du support de lames et la plaque 14 de façon que les lames 2 et 7 qui ont les plus grandes longueurs se trouvent situées à l'extérieur -des autres lames de part et d'autre de celles-ci La longueur des lames est définie pour que l'épaisseur totale des lames empilées, au niveau de chaque point de l'axe central (A, A'), corresponde à peu près à la forme théorique qu'aurait une 1 poutre pleine équivalente, en même matériau que celui composant les lames et d'égale résistance, encastrée à une extrémité et chargée à l'autre extrémité Par analogie à une poutre homogène, si h désigne l'épaisseur de la poutre, en un point situé à une distance x de l'extrémité opposée à l'extrémité encastrée, un calcul simplifié de résistance des matériaux montre que l'épaisseur de la poutre est proportionnelle à la racine carrée de la distance x suivant la relation h = A\/x ( 1) Suivant le mode de réalisation de l'antenne de la figure 1, le nombre de lames constituant l'antenne 1 va croissant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité de l'antenne opposée à l'embout de connexion Les transitions du nombre de lames le long de l'axe longitudinal de l'antenne apparaissent aux points P à P 5 de la figure 1 Ainsi au point PO situé à l'extrémité opposée de l'embout de connexion l'antenne compor- te une lame, et au point P,, situé à gauche du point Po, l'antenne comporte deux lames à gauche et une lame à droite Au point P 2 intermédiaire entre le point P 3 et le point Pl l'antenne comporte trois lames à gauche et deux lames à droite De même, aux points P 3, P 4 et P, le nombre de lames situées à gauche de ces points est respectivement de 4, 5 et 6 lames Le nombre N de lames situées au niveau de l'embout est naturellement fonction des contraintes appliquées aux sections des lames situées à l'endroit de cet embout, de la résistance mécanique des lames utilisées et de l'épaisseur de celles-ci Si N désigne le nombre de lames 18825 situées au niveau de l'embout, et e l'épaisseur d'une lame, le produit N e est, selon la formule ( 1) précédente, proprotionnel à la racine carrée de la longueur L de l'antenne De même, si N désigne le nombre de lames situées à droite d'un point intermédiaire de transition, le produit du nombre N par l'épaisseur e d'une lame doit être également proportionnel selon la formule ( 1) précédente à la racine carrée de la distance entre le point intermédiaire considéré et l'extrémité opposée à l'embout de connexion On en déduit que le quotient du nombre N par le nombre N de lames se trouve égal à la racine carrée de la longueur de l'antenne divisée par la distance x séparant un point intermédiaire de l'extrémité opposée à l'embout de connexion La distance x séparant un point de transition de l'extrémité opposée à l'embout de-connexion est par suite déterminée par la formule x = L(M) ( 2) Comme la longueur d'une lame est approximativement égale à la longueur L de l'antenne retranchée de la distance x séparant l'extrémité de la lame de l'extrémité de l'antenne, la longueur d'une lame est déterminée par la relation 1 = L(l -(n) Y Le maintien des lames entre elles est assuré par un dispositif isolant 17 en élastomère ou en matière plastique thermo durcissable formant une gaine diélectrique isolante entourant l'ensemble des lames et recouvrant également, si nécessaire, le support de lame 16 pour améliorer sa robustesse, ou composé de passants métalliques ou isolants non repré- sentés, répartis régulièrement le long des lames et fixés chacun sur une seule lame extérieure La gaine mécanique 17 a aussi pour rôle d'amé- liorer le contact à la main, de diminuer le bruit acoustique de l'antenne, d'amortir les vibrations mécaniques qui peuvent se produire lorsque l'antenne est soumise à un choc. Pour augmenter les qualités électriques de l'antenne à très haute fréquence, les deux grandes lames extérieures 2 et 7 pourront être cuivrées avec un revêtement adapté à la fréquence de l'onde électroma- gnétique rayonnée par l'antenne Dans ce dernier mode de réalisation o le courant haute fréquence circule uniquement sur la surface extérieure des lames extérieures, les lames intérieures pourront être réalisées dans un matériau isolant, par exemple, -en une matière plastique suffisamment résiliante, souple et robuste ou un élastomère De façon à faciliter le glissement des lames les unes par rapport aux autres lorsque l'antenne est 18825 fléchie sur elle-même le graissage des lames intérieures pourra être effectué Egalement pour faciliter le centrage des lames les unes par rapport aux autres, et augmenter la raideur de l'ensemble, chaque lame pourra être légèrement courbée dans le sens de la largeur comme cela est représenté sur la coupe de la figure 2, qui montée l'assemblage des lames 2, 3 et 7. Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut comprendre que la description n'a été faite qu'à titre d'exemple -et n'en limite pas la portée de l'invention. REVENDICATIONS 1 Antenne courte pour émetteur-récepteur d'ondes électromagné- tiques portable comprenant plusieurs lames ( 2, 3, 4, 5, 6, 7), à peu près planes, de longueurs différentes, ayant des grands axes parallèles entre eux et situés dans un même plan perpendiculaire aux faces des lames, les lames étant empilées dans le sens de leur épaisseur et fixées par une de leurs extrémités à un même embout de connexion ( 1), caractérisée en ce que la longueur des lames est déterminée pour que l'épaisseur (h) totale des lames empilées en un point quelconque soit à peu près proprotionnelle à la racine carrée de la distance séparant ce point, de l'extrémité (P) de l'antenne opposée à l'embout de connexion et en ce que le maintien des lames entre elles est assuré par un dispositif ( 17) entourant tout ou partie de l'antenne à l'intérieur duquel les lames peuvent coulisser. 2 Antenne suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les lames extérieures ( 2, 7) ont les longueurs les plus grandes. 3 Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les lames ont toutes la même épaisseur. 4 Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la longueur d'une lame est à peu près déterminée en fonction de son niveau d'empilement par la relation I = L (l-( n)) o L désigne la longueur de l'antenne, N désigne le nombre de lames juxtapo- sées au niveau de l'embout de connexion, et N désigne le nombre de lames empilées entre l'extrémité de la lame considérée et l'extrémité de l'antenne opposée à l'embout de connexion. Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que les lames extérieures ( 2, 7) ont un revêtement en cuivre. 6 Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les lames intérieures sont en acier. 7 Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que les lames intérieures sont en matière électrique- ment isolante. 8 Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, 18825 caractérisée en ce que le dispositif pour le maintien des lames entre elles, est en matière non conductrice de l'électricité. 9 Antenne suivant l'une quelconque des revendications l à 7, caractérisée en ce que le dispositif pour le maintien des lames entre elles est constitué par des passants métalliques ou isolants fixés chacun sur une seule lame extérieure. Antenne suivant l'une quelconque des revendications 1 à 9, caractérisée en ce que les lames intérieures sont lubrifiées.