Brevet FR2553584A1 — publié le 19850419

La présente invention concerne une antenne du type dit "demi-boucle", c'est-à-dire comprenant un élément rayonnant en forme de monopôle replié dans un plan1 alimenté en un point de couplage au voisinage de l'une de ses extrémités et chargé à son autre extrémité par un élément capacitif. L'invention propose un moyen pour adapter de telles antennes - qui sont déjà utilisées à bord des avions à un véhicule terrestre, pour permettre des liaisons à courte et longue distance , préférentiellement par utilisation de la bande 3-25 MHz, par exemple sur une bande unique 6-7 MHz. Les véhicules terrestres utilisent généralement, pour les transmissions dans cette bande, des antennes en forme de fouet vertical. L'invention s'applique particulièrement aux véhicules de transport routier à longue distance-et à charge payante de valeur élevée. Pour ces transports, il a paru nécessaire récemment de développer des systèmes de télésurveillance permettant l'émission de messages de détresse ou de signaux de télélocalisation du véhicule, notamment en cas de vol de celui-ci dans des régions isolées. A cette fin, il a paru nécessaire de s'affranchir de l'antenne fouet classique, trop facile à repérer et à neutraliser. Pour retrouver un véhicule volé, il est en effet nécessaire que l'émission des signaux de télédétection passe inaperçue du voleur, ce qui suppose une antenne aussi discrète et indécelable que possible. L'invention permet précisément de réaliser une telle antenne. Un autre but de l'invention, toujours dans l'optique de cette application particulière, est de proposer une antenne qui permette une liaison sans discontinuité pour des distances variant entre quelques kilomètres et plus d'un millier de kilomètres. I1 se trouve que les antennes fouet ne sont pas susceptibles d'assurer une telle couverture. Leur diagramme de rayonnement ne leur permet en effet que d'assurer une propagation directe par onde de sol (jusqu'à 60 km environ pour la bande de fréquence indiquée plus haut), ou bien une propagation indirecte par réflexion ionosphérique longue L'antenne de l'invention permet précisément de couvrir ce" trou " et d'assurer une transmission sans discontinuité à toute distance en utilisant simultanément tous les modes de propagations possibles (onde de sol, réflexion ionosphérique courte, réflexion ionosphérique longue). Enfin, une antenne fouet a généralement besoin d'un plan réflecteur, tout au moins si l'on souhaite l'utiliser avec une efficacité maximale, notamment un bon diagramme de rayonnement. Cette condition n'est pas remplie Si le fouet est monté sur un toit de véhicule en une matière électriquement isolante, ce qui est de plus en plus souvent le cas avec les véhicules de transport routier, dont le toit est souvent réalisé en un matériau composite à base de résine et de fibres de verre. L'antenne selon l'invention permet au contraire de s'affranchir de cet inconvénient ; son rendement et son diagramme de rayonnement sont en effet peu affectés par la nature conductrice ou isolante du toit du véhicule. A cet effet, l'antenne est disposée au-dessus du niveau de la carrosserie d'un véhicule terrestre dont au moins les éléments latéraux de carrosserie sont réalisés en un matériau conducteur, et supportée par un élément de superstructure du véhicule sensiblement plan et disposé au-dessus du niveau de la carrosserie de celuici ; le monopôle est replié dans le plan de cet élément de superstructure, et l'extrémité voisine du point de couplage ainsi que l'élément capacitif sont tous deux disposés en partie basse de l'élément de superstructure et électriquement reliés aux éléments métalliques, formant contrepoids électromagnétique, de la carrosserie du véhicule. De préférence, le monopôle formant élément rayonnant est replié de manière à suivre sensiblement le rebord périphérique de l'élément de superstructure. Ceci permet notamment d'optimiser les performances de l'antenne, à surface égale. Avantageusement, l'élément de superstructure comprend une surface isolante pleine, coplanaire avec l'antenne ; il est disposé à l-'avant du véhicule et incliné par rapport à l'horizontale de manière à former moyen déflecteur aérodynamique. Les dimensions (pour la gamme de fréquences indiquées plus haut) et la forme de l'antenne sont en particulier compatibles avec les dimensions et la forme des déflecteurs qui sont couramment utilisées pour réduire la résistance à l'avancement et les turbulences, sur les tracteurs tirant des semi-remorques hautes. Ainsi, outre le fait qu'un même élément permet d'assurer à la fois deux fonctions différentes, l'antenne ne se distinguera pas extérieurement du déflecteur, ce qui répond au besoin de discrétion évoqué plus haut, notamment si le câble coaxial d'alimentation et l'émetteur sont soigneusement dissimulés. Le monopôle peut être formé par un cadre métallique supportant le déflecteur ; il peut également être formé d'une piste conductrice rapportée sur l'une des faces du déflecteur, ou surmoulée avec celui-ci au moment de la fabrication. Dans un autre mode de réalisation, le monopôle est replié dans un plan sensiblement horizontal, l'élément de superstructure étant réalisé en un matériau isolant et formant toit surélevé du véhicule. Cette disposition s'adapte particulièrement au cas des véhicules surélevés, le monopôle replié pouvant d'ailleurs avoir, outre son rôle d'élément rayonnant, un rôle mécanique de support ou de renfort du toit. On notera que, en ce qui concerne le diagramme de rayonnement, le fait que celui-ci soit pratiquement omnidirectionnel permet de disposer la boucle horizontalement sans perte notable de performances. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaltront à la lecture de la description détaillée ci-dessous, faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels la figure 1 est une vue de côté de l'antenne selon l'invention, dans le mode de réalisation où elle forme également déflecteur aérodynamique, la figure 2 est une vue en plan de l'antenne, explicitant sa structure et son fonctionnement électrique, la figure 3 est une vue de détail, en perspective arrière, du déflecteur de la figure 1, la figure 4 représente un second mode de rtali- sation, dans lequel l'antenne est disposée dans un plan sensiblement horizontal, la figure 5 représente un troisième mode de réalisation, dans lequel l'antenne forme un cadre métallique de support, disposé sur le toit du véhicule. Sur la figure 1, le véhicule 10, par exemple un tracteur de semi-remorque, porte l'antenne 20, qui est intégrée à un élément de superstructure 30, ici un déflecteur aérodynamique. L'antenne est disposée au-dessus du toit i1 du véhicule, dans un plan formant un angle e avec l'horizontale. En raison du diagramme de rayonnement pratiquement omnidirectionnel; l'angle e n'est pas critique, ce qui permet d'ajuster la position de l'élément de superstructure 30 en fonction des contraintes mécaniques ou aérodynamiques particulières. Par ailleurs, le toit 11 n'est pas nécessairement en un matériau conducteur, dans la mesure où ce sont les éléments métalliques de carrosserie qui forment contrepoids électromagnétiques à l'antenne. Un toit conducteur, s'il existe, permet cependant d'améliorer encore les performances de l'antenne en formant plan réflecteur pour celle-ci. La figure 2 précise la structure de l'antenne 20 celle-ci est, classiquement, une antenne demi-boucle" comprenant un monopôle replié, par exemple en trois segments 21, 22, 23 à la périphérie du déflecteur. A l'une de ses extrémités 29, le monopôle est chargé en bout par un condensateur 24 accordable dont l'autre extrémité est reliée à la masse, par exemple au moyen d'une barre métallique 31 sur laquelle est articulée le déflecteur. L'autre extrémité 28 est également reliée à la masse de la même manière, tandis qu'il est prévu une alimentation en un point de couplage 25 au voisinage de l'extrémité 28 et à distance de celle-ci ; l'emplacement du point de couplage 25 sur le segment 21 est choisi de manière à assurer l'adaptation d'impédance entre la ligne d'alimentation et l'antenne. L'élément conducteur compris entre le point de couplage 25 et le point d'alimentation 27 où débouche le câble coaxial 26 forme ainsi une boucle auxiliaire d'excitation de la boucle principale constituée par le monopôle replié. La figure 3 montre plus précisément comment cette antenne est disposée mécaniquement sur l'élément de superstructure 30. On a représenté le monopôle replié sous forme d'une piste conductrice rapportée sur la face intérieure du déflecteur 32, mais il est également possible de prévoir une piste surmoulée avec le déflecteur au moment de la fabrication de ce dernier, ou encore sous forme d'un support mécanique du déflecteur, comme on le verra par la suite. Le déflecteur 32 est articulé autour d'une barre transversale 31 formant en outre connexion de masse par l'intermédiaire des supports 33 et 34 assurant la solidarisation mécanique et la liaison électrique aux éléments latéraux de carrosserie du véhicule. Les éléments 35 et 36 assurent le positionnement du déflecteur à l'angle désiré. Le câble coaxial d'alimentation 26 partdu point d'alimentation 27 de l'antenne, choisi aussi près que possible de la barre transversale 31 dans un souci de discrétion. Dans le même ordre d'idée, le câble coaxial est fixé le long de cette même barre et du support 34, au voisinage duquel il traverse le toit 11 du véhicule pour se diriger ver l'émetteur. La figure 4 représente un autre mode de réalisation, dans lequel le monopôle 20 est replié dans un plan sensiblement horizontal, parallèle au plafond 11 du véhicule et au-dessus de celui-ci. L'ensemble est enfermé dans un toit en matériau isolant 40 correspondant à une surélévation du véhicule. La fixation du monopôle à ce toit surélevé peut être réalisée par exemple au moyen d'isolateurs 41, mais on peut envisager également de se servir de l'antenne pour assurer une fonction mécanique de support du toit surélevé ; dans ce dernier cas, les éléments du monopôle replié sont convenablement dimensionnés et rigidifiés. Sur la figure 5 est représenté un autre mode de réalisation, dans lequel l'élément de superstructure 50 est confondu avec l'élément rayonnant de l'antenne, les trois segments 51, 52, 53 d'un cadre formant l'antenne. Ce cadre est fixé à la carrosserie par deux attaches 54 et 55 et maintenu en place par deux éléments raidisseurs 56 et 57. A l'extrémité du montant 53 se trouve le condensateur d'accord 24. Ce cadre formant antenne peut servir de support mécanique pour un déflecteur (alors que précédemment c'était le déflecteur qui supportait l'antenne), oupour tout autre élément disposé à l'avant du véhicule. Sur la figure , ce sont les trois montants 51, 52, 53 qui forment l'antenne ; on pourrait également, en variante, remplacer les raidisseurs isolants 56 et 57 par des raidisseurs conducteurs, l'antenne étant alors formée par les segments 56, 52 et 57 (dans ce cas, les montants 51 et 53 sont isolants ou isolés). REVENDICATIONS 1. Une antenne (20) comprenant un élément rayonnant en forme de monopôle replié dans un plan, alimenté en un point de couplage (25) au voisinage de l'une de ses extrémités (28) et chargé à son autre extrémité (29) par un élément capacitif (24), caractérisée en ce qu'elle est disposée au-dessus du niveau de la carrosserie d'un véhicule terrestre (10) dont au moins des éléments latéraux de carrosserie sont réalisés en un matériau conducteur, et supportée par un élément de superstructure (30; 40;; 50) du véhicule sensiblement plan et disposé au-dessus du niveau dè la carrosserie de celui-ci, en ce que le monopôle est replié dans le plan de cet élément de superstructure, et en ce que ltextrémité (28) voisine du point d? couplage ainsi que l'élément capacitif sont tous deux disposés en partie basse de l'élément de superstructure et électriquement reliés aux éléments métalliques, formant contrepoids électromagnétique, de la carrosserie du véhicule. 2. Une antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le monopôle formant élément rayonnant est replié de manière à suivre sensiblement le rebord périphérique de l'élément de superstructure. 3. Une antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de superstructure (30) comprend une surface (32) isolante pleine, coplanaire avec l'antenne, et en ce qu'il est disposé à l'avant du véhicule et incliné par rapport à l'horizontale de manière à former moyen déflecteur aérodynamique. 4. Une antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le monopôle est formé par un cadre métallique (50) supportant le déflecteur. 5. Une antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le monopôle est formé d'une piste conductrice rapportée sur l'une des faces du déflecteur. 6. Une antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le monopôle est formé d'une piste conductrice surmoulée avec le déflecteur au moment de la fabrication de ce dernier. 7. Une antenne selon la revendication 3, carac brisé en ce que le véhicule possède un toit (11) conducteur, formant plan réflecteur électromagnétique pour l'antenne. 8. Une antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le monopôle est replié dans un plan sensiblement horizontal, l'élément de superstructure (40) étant réalisé en un matériau isolant et formant toit surélevé du véhicule.