Brevet FR2557738A1 — publié le 19850705

Antennes de télévision mixtes VHF et UHF. La présente invention a pour objet des antennes de télévision mixtes permettant de capter à la fois les canaux de télévision à très haute fréquence (VHF) et un groupe de canaux à ultra haute fréquence (UHF) correspondant au groupe de canaux d'un émetteur. Le secteur technique de l'invention est celui de la construction des antennes de télévision. On rappelle que les fréquences utilisées pour les émissions de télévision destinées au public sont réparties en canaux ou bandes de fréquence définis par un organisme international (C.C.I.R.). Les canaux 3 à 12 correspondent aux VHF comprises entre 140 et 170 MHz. Les canaux 21 à 69 correspondent aux UHF compris entre 470 et 900 MHz. Généralement un émetteur émet sur un seul canal VHF et sur un groupe de canaux UHF rapprochés. L'objectif de la présente invention est de procurer des antennes mixtes1 peu encombrantes, qui comportent sur un même support a la fois une antenne VHF et une antenne UHF, imbriquée dans l'antenne VHF. L'antenne UHF est choisie pour correspondre au groupe de canaux UHF de l'émetteur le plus proche. On connaît des antennes mixtes 'nIF et UHF qui sont très encombrantes. Le brevet U.S.A. 3.434.145 (D. TELLS) décrit de telles antennes mixtes comportant des groupes de cadres en forme de double boucle ouverte qui sont juxtaposés perpendiculairement à deux conducteurs rectiligne. Chaque groupe correspond a une bande de fréquence. La demande de brevet FR. 81/10.344 (R. SAVRE) décrit des antennes UHF composées de trois cadres carrés situés dans trois plans verticaux parallèles5 dont le cadre central est ouvert et fait fonction de dipôle connecté sur le câble de descente. Les antennes de télévision mixtes faisant l'objet de la présente demande sont du type connu comportant un cadre carré ouvert qui fait fonction de dipôle et qui est associé à un cadre réflecteur. Les objectifs de 1 invention sont atteints au moyen d'une antenne mixte qui comporte, sur un même support - une antenne vHF composée d'un cadre carré ouvert et d'un cadre réflecteur carré fermé; - et une antenne UHF composée également d'un cadre carré ouvert et d'un cadre réflecteur carré fermé, et les quatre cadres sont situés dans quatre plans verticaux parallèles, leurs centres sont alignés et les cadres de l'antenne UHF sont situés entrele cadre ouvert et le cadre réflecteur de l'antenne VHF. La distance entre le cadre ouvert et le cadre réflecteur de l'antenne VHF est telle que l'impédance interne de l'antenne VHF est de l'ordre de 75 ohms. La distance entre le cadre ouvert et le cadre réflecteur de l'antenne UHF est égale à environ 0,2 fois la longueur d'onde de la fréquence la plus basse du groupe de canaux IfliF à capter. La longueur totale du cadre ouvert de l'antenne UHF et de l'antenne VHF est de l'ordre de 0,95 fois la longueur d'onde de la fréquence médiane respective du groupe de canaux UHF et de la bande VHF a capter. L'inventiona pour objet de nouvelles antennes de télévision mixtes VHF et UHF qui peuvent capter en un lieu donné la totalité de la bande 'fliF et le groupe de canaux UHF émis par un émetteur voisin. Les essais réalisés avec une antenne selon l'invention ont montré que celle-ci donnait un gain de 13 db. Ce résultat est obtenu avec une antenne de très faible encombrement, qui peut être utilisée dans n'importe quel site, alors que pour obtenir le même résultat avec des antennes de télévision classiques, en forme de rateau, il faut poser des antennes comportant huit éléments vHF et 15 éléments UHF, c'est-à-dire des antennes très encombrantes, inesthétiques et offrant une grande prise au vent. L'encombrement des antennes selon l'invention est réduit grâce au fait que l'antenne URF est située è l'intérieur de l'antenne VHF, de sorte que l'encombrement total est le même que celui de l'antenne VHF alors que dans les antennes mixtes connues, les deux antennes VHF et UHF sont séparées par un espace qui est égal au minimum à une longueur d'onde de la fréquence vHF la plus basse. Les antennes selon l'invention peuvent être facilement adaptées a l'émetteur du lieu où elles sont placées en adaptant seulement l'antenne UHF au groupe de canaux de l'émetteur sans rien changer a l'antenne VHF. Les antennes selon l'invention sont peu encombrantes et elles ne nécessitent pas d'être posées sur un mât résistant à la poussée du vent. Une tige métallique de petit diamètre est suffisante pour les porter, On peut aisément placer une antenne selon l'invention au point qui offre la meilleure réception par exemple sur un balcon ou même à l'intérieur. Le gain relatif d'une antenne selon l'invention est de l'or- dre de 8 db en vHF et de l'ordre de 13 db en UHF. Une antenne selon l'invention peut être réalisée dans cinq dimensions différentes pour les UHF tandis que l'antenne VHF peut couvrir toute la bande VHF. La description suivante se réfère aux dessins annexés qui représentent, sans aucun caractère limitatif, des exemples de réalisation d'antennes mixtes selon l'invention. Les figures 1 et 2 sont des vues en élévation respectivement de face et de côté, d'une antenne mixte selon l'invention. La figure 3 est une vue de face d'un deuxième mode de réalisation d'une antenne mixte selon l'invention. La figure 4 est une vue de côté d'un troisième mode de réalisation d'une antenne mixte selon l'invention. Les figures 1 et 2 représentent des vues en élévation respectivement de face et de côté d'une antenne mixte VHF, UHF. Cette antenne comporte un support vertical 1 par exemple une tige métallique filetée. Avantageusement, ce support est rotatif pour permettre d'orienter les cadres par rapport à la direction de l'émetteur. Le support 1 porte une première patte support 2 qui est par exemple un plat métallique qui est percé d'un trou à travers lequel passe la tige 1. Le support 2 est fixé sur la tige 1 par deux écrous 3. Le support 2 s'étend donc de part et d'autre de la tige 1. Il porte à l'extrémité avant un boîtier isolant 4. Le boîtier 4 porte un cadre carré ouvert 5 qui constitue le dipôle de l'antenne VHF. Les côtés du cadre 5 ont une longueur légèrement inférieure à Xm Am étant la longueur d'onde de la fréquence vHF médiane, c'est 4' fréquence à-dire que la longueur totale du cadre 5 est de l'ordre de 0,95Am. Le côté du cadre 5 a une longueur de l'ordre de 46 cm. Le cadre 5 est constitué par un conducteur non magnétique par exemple une lame en aluminium anodisé ayant un centimètre de largeur et deux millimètres d'épaisseur. L'ouverture 6 du cadre a une largeur de l'ordre de 2 cm et les deux bords de l'ouverture sont connectés chacun sur une borne qui pénètre à l'intérieur du boîtier 4. Dans l'exemple représenté, l'ouverture 6 est située au milieu du côté inférieur du cadre qui est horizontal et le cadre est fixé sous le fond du boîtier 4. Le cadre ouvert 5 est l'élément actif de l'antenne VHF. C'est lui qui capte les ondes VHF et que les transmet au câble de liaison 11. Le câble de liaison 11 est un câble coaxial donc dissymétrique et le boîtier 4 contient des circuits qui permettent de rétablir la symétrie. l'impédance d'un câble d'antenne coaxial est généralement de l'ordre de 75 n et on sait que le meilleur rendement d'une antenne est obtenu lorsque l'impédance du générateur est sensiblement égale à l'impédance de la charge, c'est-à-dire du câble de descente. Or l'impédance d'un cadre conducteur carré ayant une longueur de côté de l'ordre de X/4 est de l'ordre de 150 ohms. L'antenne VHF comporte un cadre réflecteur 7 qui est un cadre fermé, en court--circuit sur lui-même. le cadre 7 est un conducteur du même type que le cadre 5. Il est situé dans un plan vertical parallèle au plan du cadre 5 et les centres des deux cadres sont situés dans le même plan horizontal. Le cadre 5 est porté par le support 2 qui sert de mise à la masse du cadre 7 par l'intermédiaire de la tige 1. Le cadre 7 a une longueur totale sensiblement égale à 1,1 Ab étant la longueur d'onde de la vHF la plus basse. Il existe un coefficient d'induction mutuelle entre le cadre 7 et le cadre 5, de sorte que le cadre 7 joue la fonction de réflecteur. La distance du cadre 7 au cadre 5 modifie l'impédance aux bornes de l'ouverture du cadre 5. On place le cadre 7 à une distance du cadre telle que l'impédance aux bornes soit de l'ordre de 75 ohms, ce qui est réalisé pour une distance qui est de l'ordre du côté du cadre 5, c'est-à-dire de l'ordre de 40 à 50 cm. Le cadre 7 fait en même temps fonction d'écran pour des ondes réfléchies qui arriveraient par l'arrière et il évite les interférences aussi bien en VHF qu'en UHF. La tige support 1 porte, à son extrémité supérieure, une deuxième antenne qui est une antenne UHF calculée pour capter un groupe de canaux UHF voisins. L'antenne UHF est composée également d'un cadre carré ouvert 8 et d'un cadre réflecteur carré fermé 9 qui sont situés dans des plans verticaux parallèles à ceux des cadres 5 et 7. Les centres des quatre cadres sont alignés. Les cadres 8 et 9 sont composés des mêmes plats conducteurs que les cadres 5 et 7. Le cadre 8 comporte une ouverture 10 ayant une largeur de l'ordre de 2 cm. Dans l'exemple représenté, cette ouverture est située au milieu du côté inférieur qui est horizontal. Le cadre 10 est fixé sur un boîtier isolant 12 et les deux bords de l'ouverture portent chacun une borne conductrice qui pénètre dans le boîtier. Le cadre 8 fait fonction de dipôle qui capte les ondes SNIF. Sa longueur totale est de l'ordre de 0,95 fois la longueur d'on- de (Xm) de la fréquence médiane du groupe de canaux à capter. Si l'antenne est destinée par exemple à capter un groupe de canaux ayant une fréquence médiane de 600 MHz, les côtés du cadre 8 ont une longueur de l'ordre de 12 cm. La distance entre le cadre 8 et le réflecteur 9 est de l'ordre de 0,2 fois la longueur d'onde Ab de la fréquence la plus basse, c'est-a-dire de l'ordre de 10 cm dans l'exemple numérique ci-dessus. Cet exemple nllmérique montre que l'antenne UHF peut se loger aisément dans l'espace compris entre le dipôle et le réflecteur de l'antenne VHF. Le périmètre du cadre réflecteur 9 a une longueur totale de l'ordre de 1,1 Ab, c'est-à-dire un côté de l'ordre de 15 cm dans l'exemple numérique ci-dessus. Les dimensions des deux cadres de 1'antenne UHF et leur écartement sont fonction de la longueur d'onde Ab la plus basse du groupe de canaux à capter et varient en fonction des canaux UHF de l'émetteur régional car il n'est pas possible de faire une antenne UHF capable de capter avec un bon coefficient de surtension sur toute la plage UHF. Les figures 1 et 2 représentent un mode de réalisation d'une antenne dans laquelle les côtés des cadres carrés sont verticaux et horizontaux et les ouvertures 6 et 10 des deux cadres sont situées au milieu des cotés horizontaux inférieurs. Cette disposition n' est pas la seule possible. La figure 3 représente une vue de face d'une variante dans laquelle les côtés des cadres Sa, 7a, 8a, 9a sont inclinés à 45 et les quatre cadres vus de face se présentent comme quatre losanges dont les diagonales sont verticales et horizontales. Les quatre cadres restent placés dans quatre plans verticaux parallèles et leurs centres sont alignés. Les dimensions des cadres et leurs espacements sont inchangés. Par contre les ouvertures 6a et 10 a des deux cadres ouverts sont situées au sommet inférieur des deux cadres. Les variantes selon les figures 1 à 3 conviennent dans le cas d'un émetteur qui émet des ondes polarisées horizontalement. Dans le cas où l'on veut capter des ondes polarisées verticalement, on utilise des antennes comportant des cadres carrés disposés conformément aux figures 1 à 3 mais les ouvertures 6 et 10 sont situées au milieu d'un côté vertical ou à l'un des deux sommets situés aux extrémités de la diagonale horizontale. Revenant à la figure 1, on voit que le boîtier 4 qui contient des circuits de symétrisation est connecte par un bout de câble coaxial 11 sur un bottier isolant 12 qui porte le dipôle 8 de l'antenne UHF. Un câble coaxial 13 partant du boitier 12 descend vers le récepteur de télévision. Le boîtier 12 contient également un circuit de symétrisation destiné à corriger la dissymétrie due au câble de descente coaxial. Il contient de façon connue, un filtre passe haut,sur lequel sont connectées les bornes du dipôle 8, qui laisse passer les UlIF et arrête les VHF et un filtre passe bas sur lequel est connecté le conducteur du câble coaxial 11 qui laisse passer les VHF et arrête les UHF. Le point intermédiaire entre les deux filtres est connecté au conducteur du câble de descente 13. Les tresses des câbles coaxiaux sont reliées à la masse constituée par la tige support 1. Le réflecteur 9 est porté par un support métallique 14 qui est fixé sur la tige 1 et il est mis à la masse par ce support 14. La figure 4 représente une variante de réalisation dans laquelle chacune des deux antennes comporte, en outre, un cadre directeur, respectivement le cadre 15 pour l'antenne VHF et le cadre 16 pour l'antenne UHF. Ces cadres sont des cadres carrés fermés qui sont placés en avant du dipôle de chaque antenne, dans des plans verticaux parallèles aux plans des autres cadres. Les centres de ces cadres directeurs sont alignés sur x xl passant par les centres des autres cadres et tous les cadres ont leurs côtés parallèles. Les cadres directeurs ont pour fonction d'améliorer la directivité des antennes. Ils sont plus petits que les dipôles et ils sont placés à une distance du dipôle qui est de l'ordre de la moitié de la distance entre le dipôle et le réflecteur qui lui est associé. On voit clairement sur la figure 1 qu'il est possible de placer une antenne UHF comportant un cadre directeur 16 et un réflecteur 9 dans l'espace entre le dipôle 5 et le réflecteur 7 de l'antenne VHF. Les parties homologues sont représentées par les mêmes repères sur les figures 2 et 4. REVENDICATIONS 1. Antenne de télévision mixte UHF et VHF, du type comportant un cadre carré ouvert associé à un cadre réflecteur, caractérisée en ce qu'elle comporte, sur un même support (1) - une antenne VHF composée d'un cadre carré ouvert (5) et d'un cadre réflecteur carré fermé (7); - et une antenne UHF composée également d'un cadre carré ouvert (8) et d'un cadre réflecteur carré fermé (9), et les quatre cadres sont situés dans quatre plans verticaux parallèles, leurs centres sont alignés et l'antenne UHF est située entre le cadre ouvert (5) et le cadre réflecteur (7) de l'antenne VHF. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la distance entre le cadre ouvert (5) et le réflecteur (7) de l'antenne VIF est telle que l'impédance interne de l'antenne VHF soit de l'ordre de 75 ohms. 3. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que la distance entre le cadre ouvert (8) et le réflecteur (9) de l'antenne UlIF est égale à environ 0,2 fois la longueur d'onde (Ab) de la fréquence la plus basse du groupe de canaux UHF à capter. 4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que la longueur totale de chaque cadre ouvert est de l'ordre de 0,95 fois la longueur d'onde (Am) de la fréquence médiane respective du groupe de canaux UHF et de la bande VIII? à capter. 5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la longueur totale de chaque cadre réflecteur est égale à environ 1,1 fois la longueur d'onde (hum) de la fréquence médiane du groupe de canaux à capter. 6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que lesdites antennes VHF et UHF comportent chacune un cadre fermé directeur (15, 16), placé en avant du cadre ouvert (5, 8) et plus petit que ledit cadre ouvert, lesquels cadres directeurs sont placés dans des plans verticaux parallèles à ceux des autres cadres et ont des centres alignés avec ceux des autres cadres.