Brevet FR2576715A1 — publié le 19860801

t 2576715 La présente invention concerne un procédé de conception d'antenne de faible dimension pour la transmission ou la récep- tion des ondes Hertziennes, dans le domaine des télécommunica- tions, télémesures, radiocommunications ou télévision. Les antennes à gain sont généralement de grande dimension. Le procédé d'antenne selon l'invention consiste à concen- trer le courant HF dans un circuit comportant des lignes en opposition en circuit fermé et ou ouvert, dont l'encombrement physique hors tout est de l'ordre de 1/8 d'onde. La concentra- I0 tion de l'énergie HF génère un gain important dans l'antenne que l'on peut comparer au gain d'une antenne YAGI huit à vingt fois plus grande selon la fréquence de travail. Par exemple, l'antenne décrite de 1/8 d'onde d'encombre- ment, pour une fréquence de I45 Mégahertz, soit 2 mètres de I5 longueur d'onde, en comparaison avec une antenne YAGI compor- tant neuf éléments donne un écart dimensionnel de: 2 mètres pour l'antenne YAGI moins 0,25 mètre pour l'antenne décrite = 1,75 mètre. Gain dimensionnel = 1,75 mètre. L'antenne à lignes en opposition suivant les Figures 1 - 2 - 3 - 4 - 5 réalisée dans la bande de télévision avec une fréquence cen- trale de 503,25 Mégahertz a une longueur hors tout de 75 millimètres. Le rapport d'ondes stationnaires (R.O.S) est minimum (1,1/1). La Figure 1, représente un type d'antenne avec des lignes en opposition en circuit fermé plus une boucle de r4action. La Figure 2, représente un type d'antenne avec le point d'alimentation sur une extrémité. La Figure 3, est dérivée de la Figure 1, sur le même principe. La Figure 4, est d4rivée de la Figure 1. La Figure 5, représente des boucles de réaction en oppo- sition sur des lignes ouvertes. La Figure 6, représente la circulation du courant HF en ligne ouverte ou fermée. L'antenne représentée en Figure 1, est composte d'un point d'alimentation (1) qui est placé sur l'axa de lVantenne, mais qqi pourra it également atre situé e$r une extrèeitê (Fig 2), 2 2576715 pour déplacer la zone de concentration du courant maximum sui- vant la circulation des courants minimum et maximum dans les lignes ouvertes ou fermées (voir Figure 6). I = courant HF E = tension HF. Ce point d'alimentation peut être monté dans un boitier isolant à la fréquence concernée. Suivant la Figure 1, deux lignes (2 et 2') de longueur partent en opposition du point d'alimentation (1), et se referment par les lignes. (3), (4) + \ (5) formant 8 I6 8 une partie du triangle dont la deuxième partie (4' et 5') de I0 même longueur en opposition, et À (6.) permettant ainsi la distribution du courant HF sur deux lignes opposées (4, 5 et 4', 5'). En opposition au triangle 2 x ( A + A) (4), (4'), (5), (5'), se trouve une boucle de réaction de 3 x A (7), alimentée par la ligne > (8); cette boucle de réaction I5 réagit en ligne ouverte avec la ligne fermée (4 - 5 - 4' - ', suivant le tracé pointillé sur la Figure 1. La ligne fermée 2, 3, 4, 5, 6, 2' ou 2, 3, 4', 5', 6, 2', correspondant à 4/8 d'onde et l'ensemble à 8/8 d'onde. Les courants HF, indi- qués par des flèches circulant dans les lignes en opposition, permettent une concentration de l'énergie par leur double action sur les lignes 4, 5 et 4', 5' ainsi que par la réaction de boucle. L'accord pour un rapport d'ondes stationnaires minimum se fait par la modification de la longueur des lignes A (2 et 2') qui partent du point d'alimentation (1) ainsi que la ligne (3), qui se referme sur la base du triangle (4 et 4') de 2 x ( À + À) dans un rapport maximum de 20%. =T{I 8 Les lignes de forme triangulaire peuvent être d'une autre forme du moment que l'on respecte la longueur totale des lignes (Exemple: circulaire, carrée). En Figure 2, le point d'alimentation (1), se situe sur les branches du triangle de À (3 et 4), et la ligne À (2). T-w Ceci est un exemple de possibilité de montage pour déplacer la zone de concentration du courant maximum qui est fonction de l'emplacement du point d'alimentation. 2576715 L'antenne de la Figure 3, est dérivée de la Figure 1, mais avec un circuit fermé un peu plus court, comportant une ligne (3), au centre du triangle. L'accord pour un rapport d'onde stationnaire, se fait par modification de la longueur des éléments (1) et (2). Il est possible de monter deux lignes en opposition (1) et (2), suivant la Figure 4, qui s'alimentent comme sur la Figure 1 à une extrémité d'une ligne À (3), et qui se refer- ment sur les pointes du triangle (4 et 5), dont la base (4 et I0 4') suivant la Figure 1, a été supprimée. Il est également possible de faire l'antenne en ligne ouverte sur le point d'alimentation avec aux extrémités les boucles de réaction suivant la Figure 5. En opposition sur le point d'alimentation (1) on trouve un fouet réactif de _ -(2) I5 non indispensable); en opposition, deux lignes À (3) et (4) alimentant chacune une boucle de 3 x > (5) et (6), dont la 8circulation des courants est indiquée par les flèches et les pointillés. Dans tous les cas, la construction par éléments de en opposition, donne une longueur hors tout de À (1/8 d'onde). -w- Les antennes peuvent être réalisées avec des matériaux magnétiques ou amagnétiques en fil ou tube dont la section eat fonction de la bande passante. Exemple de matériaux: acier, inox, cuivre, laiton, aluminium ou dérivé. Ce procédé par lignes en opposition dans un volume de permet de réaliser des antennes miniatures destinées a être utilisées en émissions ou en réception de tous systèmes de télé- communications, télémesures, radiocommunications, ou télévision, fixe ou mobile, dans un spectre de fréquences très large qui n'a de limite que la possibilité de fabrication dans un encombrement minimum ou maximum. 4 2576715 REVENDICATIONS 1) Procédé d'antenne miniature à gain caractérisé en ce que la concentration des courants HF est réalisée par la double action des lignes en opposition en circuit fermé ou ouvert, dans un volume de > suivant le principe de la Figure 1. Composé d'un point d'alimentation (1), deux lignes À (2) et (2') partent en opposition et se referment par les lignes (3) 4) + (5), formant une partie du triangle dont la 6 8 X deuxième partie (4') et (5') est en opposition, - (6). En opposition au triangle 2 x ( +) (4), (4'), (5), (5'), IO se trouve une boucle de réaction de 3 x (7) alimentée par la ligne À (8). La circulation des courants HF est indiquée par des flèches. 2) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le point d'alimentation (1), peut être placé à une extré- I5 mité comme sur la Figure 2, pour déplacer la zone de concentra- tion du courant maximum. 3) Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que les boucles de réaction sont en opposition de. sur une ligne ouverte suivant la Figure 5. 4) Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisé en ce que les lignes de forme triangulai- re.3 x À (boucles de réaction), peuvent tre d'une autre forme (Exemple: circulaire, carée). ) Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la longueur des lignes 2 - 2' - 3 suivant la Figure 1, peut varier dans un rapport maximum de 20% pour en parfaire l'accord. 6) Procédé selon l'une quelconque des revendications pré- cédentes caractérisé en ce que les antennes peuvent être réali- sées avec des matériaux magnétiques ou amagnétiques.