Brevet FR2591804A1 — publié le 19870619

Antenne rotative à ligne d'alimentation prévue pour être vrillée. La présente invention concerne une antenne rotative du type à mât central vertical et éléments rayonnants alimentés par une ligne d'alimentation prévue pour être vrillée sur une partie de sa longueur. De telles antennes sont connues dans lesquelles la ligne d'alimen- tation comporte une partie susceptible d'être vrillée, qui commence au niveau du sol, traverse tout le pied de mât pour monter verticalement jusqu'à environ mi-hauteur du mât. Ces antennes connues présentent différents inconvénients; en particulier, pendant la traversée du pied de mât, il peut y avoir des interactions électriques gênantes entre la ligne 1 d'alimentation et les différents mécanismes électriques contenus dans le pied de mât; de plus des problèmes de sécurité se posent lorsqu'un technicien doit intervenir dans le pied de mât, en raison du danger que représente la ligne d'alimentation si elle est en service. Le plus souvent, dans ces antennes connues, il n'est prévu de vriller la ligne que d'un quart de tour sur toute sa longueur; un commutateur placé au pied ou en haut du mât permet de vriller à contresens, de 1800, une ligne déjà vriée d'un quart de tour et, donc, avec deux commutations, de faire effectuer un tour complet à Pantenne. Ce commutateur amène divers inconvénients: manque de souplesse dans la rotation de l'antenne, arrêt du fonctionne- ment lors de chaque commutation, coût non négligeable du commutateur. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire les inconvénients précités dans les antennes à ligne d'alimentation prévue pour être vrillée. Ceci est obtenu, en particulier, par une ligne d'alimentation qui, au moins sur une partie de son trajet à l'intérieur du pied de mât, est à structure rigide et est entourée d'une protection mécanique formant blindage électrique; seule la partie de la ligne d'alimentation située au- dessus de cette protection est prévu pour être vrillée; une telle disposi- 259 1804 tion de la ligne susceptible d'être vrillée, excluant l'espace dans lequel des problèmes d'environnement mécanique peuvent se poser, permet de vriller la ligne d'alimentation de plus de deux tours, ce qui est largement suffisant pour ne pas nécessiter de commutateur dans les conditions habituelles d'utilisation de ces antennes rotatives. Selon l'invention une antenne rotative à éléments rayonnants alimentés par une ligne prévue pour être vrillée sur une partie de sa longueur et à mât central, vertical avec un pied de mât comportant une demi-structure inférieure fixe, une demi-structure supérieure mobile et une couronne rotative, d'axe de rotation vertical, disposée entre les deux demistructures pour les accoupler mécaniquement, est caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon fixe, qui pénètre dans le pied de mât par la demi-structure inférieure puis pénètre dans la demi-structure supérieure sensiblement selon l'axe, en ce que la ligne traverse le manchon en passant par ses deux extrémités et en ce que la partie de la ligne située entre le manchon et les éléments rayonnants est prévue pour être vrillée, tandis que celle située dans le manchon est rigide. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéris- tiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure 1, une antenne selon l'invention - la figure 2, une vue plus détaillée d'une partie de l'antenne selon la figure 1, - les figures 3 et 4, des vues en coupe d'éléments de la figure 2. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. De plus, sur les figures les proportions n'ont pas toujours été respectées et tous les éléments n'ont pas été représentés, de façon à rendre les dessins plus clairs et, donc, à faciliter la compréhension de l'invention. La figure 1 représente une antenne, A, selon l'invention, avec une ligne d'alimentation, L, qui la relie à un local, E, o est abrité un émetteur. L'antenne A est une antenne rideau de type HR 2/2/0,5, c'est-à- dire à doublets horizontaux, H, comportant un réflecteur, R, avec 2 colonnes de 2 doublets demi-onde et une hauteur des premiers doublets par rapport au sol égale à 0,5 fois la longueur d'onde moyenne de service - 259 1804 de l'antenne. Les quatre doublets portent les références Dl à D4 sur la figure 1 et le réflecteur porte la référence R; ce réflecteur est constitué par une nappe verticale de fils horizontaux. L'antenne, prévue pour fonctionner dans les bandes des 6-7-9 MHz, a une hauteur. de 54 mètres et une envergure de 46 mètres. L'antenne A de la figure I comporte un mât central, M, monté en rotation sur un pied de mât, B, en forme de boîtier cylindrique vertical dont le demi-boîtier inférieur B1, est fixe et est séparé du demi-boîtier supérieur mobile B2, par une couronne rotative, B0. L'antenne selon l'invention se distingue principalement d'une antenne classique par la façon selon laquelle la ligne d'alimentation L, qui vient de l'émetteur, traverse le pied de mât, N, pour monter sensiblement à mi-hauteur du mât et, de là, alimenter les doublets de l'antenne. La figure 2 est une vue plus détaillée du pied de mât B et de la ligne d'alimentation L de l'antenne selon la figure 1. Dans cette vue la ligne d'alimentation n'est représentée qu'au voisinage du pied de mât pour la partie, LI, venant de l'émetteur et n'est pas représentée au delà de la zone située à mi-mât. Vu de l'extérieur, le pied de mât se présente comme un boîtier cylindrique de 10 mètres de haut et 4 mètres de diamètre constitué par un demi-boîtier inférieur Bl et un demi-boîtier supérieur B2 séparés par une couronne rotative B0. Le demi-boîtier inférieur BI comporte un socle BI0 par lequel il est fixé au sol; il est surmonté par le demi-boîtier supérieur B2 auquel il est accouplé par la couronne rotative B0. La couronne rotative B0 a, comme axe de rotation, un axe XX qui est confondu avec l'axe longitudinal du boîtier cylindrique B et avec l'axe vertical du mât de l'antenne. Le boîtier B est un boîtier métallique. Il est représenté, comme s'il était transparent, afin de montrer comment la ligne d'alimentation L le traverse de part en part; par contre l'ensemble constitué par un moteur avec son réducteur et des freins, n'a pas été représenté pour ne pas surcharger la figure et parce qu'un tel ensemble est classique, dans les antennes rotatives à mât central, pour entraîner la couronne et faire ainsi tourner l'antenne afin de modifier son angle de tir azimutal. 259 1804 Le boîtier B est traversé par un manchon étanche, fixe, 1, constitué par un tuyau métallique, coudé, 2, de un mètre de diamètre, fermé à ses extrémités par des couvercles métalliques, étanches, 3 et 4, munis chacun de deux traversées isolantes en céramique. Ce manchon traverse la paroi latérale du demi-boîtier inférieur BI et, par un coude à angle droit, remonte dans le demi-boîtier supérieur B2 en ayant, alors, comme axe de symétrie, l'axe XX; le manchon réapparaît au milieu d'un trou circulaire percé dans le demi-boîtier supérieur B2 et entouré latéralement par une collerette de protection B20. La partie L2 de la ligne L située à l'intérieur du manchon I est constituée par deux tubes en cuivre de 50 mm de diamètre, maintenus en place dans le manchon d'une part au niveau des couvercles, 3, 4 o ils aboutissent dans les traversées isolantes, et d'autre part par deux tiges isolantes 5, 6 fixées aux tubes en cuivre au moyen de cavaliers et fixées à la paroi du manchon par des étriers vissés dans cette paroi. Les barres servant à réaliser une liaison rigide entre le demi- boîtier inférieur BI et le manchon n'ont pas été représentées sur la figure 2, toujours dans le but de ne pas surcharger le dessin et parce qu'elles relèvent des techniques classiques d'assemblage mécanique. Outre la partie L2 située dans le manchon I, la ligne L comporte une partie sensiblement horizontale, L1, qui va du manchon à l'émetteur associé à l'antenne et une partie sensiblement verticale, L3, qui va du manchon jusqu'à environ mi-hauteur de l'antenne. La partie LI comporte un ensemble de quatre tubes de cuivre, de 16 mm de diamètre, associés par paires pour constituer les deux conduc- teurs de la ligne crd'alimentation. Côté pied de mât les extrémités de chaque paire sont reliées électriquement, par des câbles conducteurs, GI, G2, aux extrémités des tubes de la partie L2 qui aboutissent aux traversées isolantes du couvercle 3 et sont reliés rnécaniquement, par des tirant isolants tels que H, au bord du couvercle. L'association par paires des tubes de 16 mm de la partie L1 de la ligne L est réalisée, au moyen d'ensembles de liaison, tels que F, répartis tous les 2,5 mètres. La figure 3 montre, par une coupe transversale, la partie LI de la ligne L avec les quatre tubes de 16 mm, CIO à C13, et l'ensemble de liaison F; cette ensemble comporte deux barrettes métalliques, parallèles 11, 12 disposées selon les petits côtés d'un rectangle de 120 x 400 mm; les quatre tubes de 16 mm sont disposés orthogonalement par rapport à ces barrettes sur lesquelles ils sont fixés, par serrage mécanique, respective- ment au voisinage des quatre sommets du rectangle; une barre isolante, , munie d'étriers, qui la rendent solidiaire des barrettes i 1 et 12 en leur milieu, assure la rigidité de l'ensemble. La partie L3 de la ligne L comporte six câbles multiconducteurs en cuivre, de 12 mm de diamètre, associés en deux groupes de trois pour constituer les deux conducteurs de la ligne d'alimentation. Côté manchon les deux groupes sont reliés électriquement par deux câbles conducteurs, G3, G4, aux extrémités des tubes de la partie L2 qui aboutissent aux traversées isolantes du couvercle 4, et sont reliés mécaniquement, par des tirants isolants tels que 3, au bord du couvercle. Du côté opposé au manchon les deux groupes de trois câbles sont reliés électriquement par des câbles conducteurs G5, G6 aux dipôles de l'antenne, et sont supportés par un dispositif S comportant: une barre isolante aux extrémités de laquelle sont suspendus respectivement les deux groupes de trois câbles, un câble souple fixé, à une de ses extrémités, au milieu de la barre isolante, un contrepoids fixé à l'autre extrémité du câble souple et deux poulies solidaires de la structure métallique du mât de l'antenne et sur lesquelles coulisse le câble souple. L'association par groupes de trois des câbles de 12 mm de la ligne L se fait au moyen d'ensembles de liaison, tels que F', répartis tous les 2,6 mètres et identiques aux ensembles de liaison employés dans la partie de ligne L 1. La figure 4 montre, par une coupe transversale, la partie L3 de la ligne L avec les six câbles de 12 mm, C30 à C35 et l'ensemble de liaison F' identique à l'ensemble F; les pièces constitutives de F' sont désignées par les mêmes références que celles de l'ensemble F. Par rapport à la figure 4 les pièces 10 à 14 sont identiques mais les tubes CI0 à C13 sont remplacés par les câbles C30, C32, C33, C35 et les deux câbles supplémentaires, C31, C34, sont eux aussi, disposés orthogonalement par rapport aux barrettes métalliques équipotentielles 11, 12 mais sont fixés au milieu de ces barrettes. Du fait de sa constitution et en particulier du fait du nombre et du diamètre de ses câbles et de l'espacement entre ses ensembles de liaison tels que F', la partie de ligne L3 se prête bien à une déformation correspondant à une rotation pouvant aller jusqu'à deux tours complets de l'antenne, dans un sens ou dans l'autre, à partir de la position o les deux conducteurs de la ligne sont parallèles sans qu'il y ait modification de l'impédance caractéristique de cette ligne. La présente invention n'est pas limitée à 'exemple décrit; elle s'étend, en particulier à toute antenne rotative dans laquelle un manchon fixe, étanche ou non étanche, entoure la ligne d'alimentation au moins dans toute la partie o des problèmes d'environnement mécanique ou d'interactions électriques peuvent se poser, c'est-à-dire plus particulière- ment dans la partie fixe du pied de mât et ceci quel que soit le type de pied de mât rotatif: demi-boîtiers comme dans l'exemple décrit, assem- blages de poutres couplés mécaniquement par une couronne rotative, ou toute autre structure rotative en deux parties séparées par une couronne rotative. 2 59 1804 REVENDICATIONS 1. Antenne rotative à éléments rayonnants (DI-D4) alimentés par une ligne (L) prévue pour être vrillée sur une partie de sa longueur et à mât (M) central, vertical avec un pied de mât (B) comportant une demi- structure inférieure (BI) fixe, une demi-structure supérieure (B2) mobile et une couronne (BO) rotative, d'axe de rotation (XX) vertical, disposée entre les deux demi-structures (B1, B2) pour les accoupler mécanique- ment, caractérisée en ce qu'elle comporte un manchon (1) fixe,:qui pénètre dans le pied de mât (B) par la demi-structure inférieure (BI) puis pénètre dans la demi-structure supérieure (B2) sensiblement selon l'axe, en ce que la ligne (L) traverse le manchon en passant par ses deux extrémités et en ce que la partie (L3) de la ligne située entre le manchon (1) et les éléments rayonnants (DI-D4) est prévue pour être vrillée, tandis que celle (L2) située dans le manchon est rigide. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le manchon est étanche. Il