Brevet FR2554976A1 — publié le 19850517

La présente inverSion se rapporte à ut procédé et à undisposi- tif d'émission d'ondes électromagnétiques par procédé électrochimique. Actuellement, les émetteurs F.M. sont équipés d'antennes métalliques ou brins accordés physiquement en vue d'émettre une bande de fréquences. Exemple de calcul pour déterminer la longueur physique d'une antenne en fonction de la fréquence à émettre. ################=#/2 en cm=longueur de l'antenne 1/2 onde en cm Exemple:Pour une émission sur IOO Mhz (bande F.M. comprise en 98 et I08 Mhz), la longueur de l'antenne sera #####=142,6 cm (1/2 onde) ou 71,3 cm(1/4 onde) De plus, pour les bandes d'émission F.M., il est nécessaire d'installer une antenne encombrante comprenant un certain nombre d'éléments. Cette antenne comprend un dipôle accordé ou brin rayonnant accordé. I1 est parfois nécessaire de placer cette antenne sur un mât ou un pyltne. Tout ceci aboutit généralement à une installation encombrante et coûteuse.La présente invention a donc pour but de réduire fortement l'encombrement des antennes et d'en accroitre très sensiblement la puissance à l'émission. L'echelle des ondes électromagnétiques s'étend des ondes hertziien- nes aux rayons X. Dans tous les domaines de longueur d'onde explorés se trouvent des transitions spectrales qui correspondent à des intervalles entre niveaux d'énergie quantifiés des atomes et des molécules. La relation fondamentale de -la théorie- des quanta fait correspondre à des intervalles d'énergie une transition spectrale de fréquenceflfet de longueur d'onde Aux petits intervalles d'énergie entre niveaux atomiques correspondent les fréquences du domaine optique, aux grands intervalles d'énergie correspondent les fréquences du domaine des rayons X.Les transitions intranucléaires, au cours desquelles les noyaux atomiques se transforment, mettent en jeu des énergies encore plus grandes auxquelles correspondent des émissions ou absorptions de rayons de très grande fréquence. A l'autre extrémité de l'échelle des fréquences, du c8té des très petites fréquences et des très grandes longueurs d'onde se manifestent les petits intervalles d'énergie. C'est l'exploration des ondes hertziennes qui les révèle. La spectroscopie n'a pas eu à attendre le défriehement de ces domaines pour connaitre les intervalles d'énergie entre niveaux atomiques et moléculaires.Il a fallu attendre le développement des techniques "radar" pour étudier en Ia46 les transitions de rotation des molécules dans le oorrtaine des ondes hertziennes centirlétriques. Les développements des techniques interférométriques à ondes multiples ont permis l'analyse de la structure des raies spectrales complexes. Ces structures mettent en évidence des niveaux d'énergie très voisins dans les atomes avec des intervalles qui correspondent souvent a des quanta électromagnétiques de nombre d'onde inférieur à 1 cm-1. Les transitions directes entre ces niveaux voisins sont donc du domaine des ondes hertziennes.De plus les découvertes du phénomène Zeeman et du phénomène de stars montrent que par l'application d'un champ extérieur, il est possible de décomposer un niveau d'énergie unÏ, que en plusieurs niveaux voisins dont les intervalles peuvent être modifiés d'une façon continue. La transition directe entre les so niveaux Zeeman correspond donc à l'émission ou à l'absorption d'une onde hertzienne centimétrique mais en réduisant la valeur du champ on peut amener la fréquence de transitions à coincider avec une fréquence radio-électrique aussi faible que l'on désire. L'étude de la structure fine des radiations optiques avait déja mi en évidence des intervalles d'énergie très petits et avait fait prévoir l'existence de transition spectrales appartenant au domaine des ondes hertziennes. Des I934, Cleeton et mittitaires ont démontré que le gaz ammoniac absorbait les ondes électro'riagnétiques de 1,2' cm de longueur d'onde. (soit 22,824 Ghz) En I938, Rabi et ses collaborateurs ont pu détecter des transitions de résonnanca électromagnétio;ie qui correspondent à des changements d'orientation des moments magnétiques dans un champ électromagnétique extérieur.Les techniques des ondes centimétriques développées pendant la guerre 1939/45 à l'occasion des recherches milittaires (radar) ont été alors appliquées à l'étude systématique des bande d'absorption: et d'excitation moléculaire. Les fréquences de transitions radio-électriques peuvent être mesurées par les technique actuelles avec la même précision relative quel les fréquences de raies optiques. (précision qui atteint de dix-millionième) Commue les fréquences radio-électriques sont 106 à 10 plus petites que les fréquences de la spectroscopie optique, le gain absolu de pré cision obtenu par l'extension de spectroscopiie aux ondes hertzien ne est considérable.De très petits écarts entre les niveaux d'énergie, à peine entrevus par la spectroscopie optique, sont devenus parfaitement mesurables. Le développement rapide de la spectroscopie des ondes hertziennes pendant les quelques dernières années présente certainement une importance considérable pour la physique nucléaire. Aussi, avec cette nouvelle antenne, les dipôles accordés, les brins métalliques accordés font place à un volume chimique sensible aux radiations électromagnétiques. Cette chimie peut Castre simple 0W composite. Dans tous les cas de figure, cette chimie doit entre sensible à des champs magnétiques ou des champs électriques. Exemple: L'atome de potassium k36 est sensible à un champ magnétique de 0,05 gauss soit dix fois plus petit que le champ magnétique terrestre. La fréquence d'excitation de l'atome de potassium k35 est de l'ordre de 46I,75 Mhz (0,05 gauss) Autres atomes : AL- 94,25 Mhz (bande P.M.) et molécules OL35- 205 Mhz (V.H.F) GA}= 242 Mhz (449 Mhz) V.H.F. Mercure = 144 Mhz (radio amateur) Bore = 26 Mhz (amateur) Hydrogène = 80 Mhz (taxi, police etc..) Fluor = 75 Mhz (F.M.) Paradiahlorobenzène = 27 MHZ (amateur) Il est évident quec ces exemples ne sont en aucun cas limitatifs. L'excitation des transitions de radiofréquence peut se faire par des procédés divers I) Méthodes calorimétriques. 2) Méthodes radioélectriques. 3) Méthodes cinétiques. 4) Méthodes optiques. 5) Méthodes basées sur les techniques de radio-acti vité. Les méthodes radioélectriques sont basées sur la modificationide l'onde électromagnétique sous l'influence de la matière dont les molécules- entrent en résonance, les autres méthodes sont basées sur la modification que subit la matière sous 1'inflMence de l'onde électromagnétique. La méthode de détection électromagnétique se: rapportant à cette antenne chimique est extrêment sensible. La transition spectrale d:ìs le domaine des ondes hertziennes peut se concevoir de deux façons différentes ; On place la chimie à l'intérieur d'un condensateur ou à l'interieur de la bobine d'un circuit détecteur composant l'antenne chimique. Dans les deux cas le phénomène de résonance modifie l'impédance. du circuit et ce circuit permet de déceler la résonance, (d'où détection).Les molécules possèdent de nombreux niveaux quantiques dus à la subdivision de leur énergie électronique, énergie de vibration et énergie de rotation, et que les spectres moléculaires sont d'une complexité très grande comparés aux spectres atomiques. Nous devons nous attendri à trouver aussi dans le domaine hertzien des transitions moléculaires d'une grande variété. Si les transitions moléculaires naturelles sont déjà nombreus-es, l'application aux molécules de champ électriques et magnétiques permet de produire des décompositions de niveaux qui font naitre des transitions nouvelles. L'invention sera mieux comprise à l'aide de la planche unique annexée au présent brevet : la figure de la planche unique représente un volume chimique (3) inséré dans une bobine d-'excitation (2). La bobine d'excitation 2 est reliée aux bornes(4). Ces bornes (4) sont alimentées par un générateur modulé (émission radio). Le volume chimique (3) est conçu en cavité résonante à gradient dtindice. C'est à dire que la cavité ne tolère pas qu'une seule fréquence mais une largeur spectrale. D'où la possibilité d'émettre différentes transitions spectrales. (exemple pour la bande F.M.de 88 Mhz à I08 Mhz).. REVENDICATIONS r. Dispositif et procédé électro-chimique permettant l'émission d'ondes électromagnétiques. 2. Procédé selon lequel on utilise un volume chimique excite électriquement en vue de créer des transitions spectrales émissives. 3. Procédé selon lequel on excite un volume chimique avec une énergie électrique modulée0 4. Procédé selon lequel on dispose un volume chimique à exciter dans une bobine ou tout autre système pouvant jouer le ralle d'électrodes d'excitation électrique, électronique, électro chimique, :ragnétique. 5. Procédé selon lequel on utilise une cavité chimique résonante à gradient d1indice permettant d'exciter celle-ci dans une largeur de bande spectrale. 6. Procédé selon lequel on substitue une antenne physi quement ac-cordée (dipôle ou brin rayonnants métalliques) à un volume chimique capable de générer des transitions spectrales émissives. 7. Procédé selon lequel on peut donner n'importe quelle forme dimensionnelle au volume chimique excité en vue d'obtenir une largeur de bande spectrale émissive. (forme ronde, ovale, carrée, annulaire etc..) 8. Procédé selon lequel on excité un volume chi-;lique avec une fréquence modulée déterminée. 9. Procédé selon lequel on génére des transitions spec-trales moléculaires émissives (émission radio) différentes de la fréquence modulée d'excitation.