Brevet FR2619657A1 — publié le 19890224

ELEMENT D'EXCITATION POUR ANTENNE DE TELEVISION El ANTIENNE DE TELEVISION COMPORTANT UN TEL ELEMENT D'EXCITATION La présente invention concerne la conception et la réalisation des antennes de télévision. Elle a essentiellement pour objet un élément d'excitation pour antenne de télévision et elle s'étend à toute antenne de télévision comportant un tel élément d'excitation. De manière classique et maintenant très courante, des antennes de télévision connues comportent divers éléments montés sur un bras support commun, parmi lesquels on distingue un élément directeur et des éléments réflecteurs, montés de part et d'autre d'un élement d'excitation, respectivement à l'avant et à l'arrière sur le bras support. Ces éléments sont accordés en fonction des longueurs d'onde à recevoir, sur une bande de fréquences déterminée, se situant par exemple dans la gamme VHF ou dans la gamme UHF. La sélection des canaux particuliers compris dans cette bande de fréquences a lieu ensuite au niveau du poste de télévision auquel l'antenne est reliée. Les antennes de ce type sont dites de yagi, du nom de leur inventeur japonais. L'élément d'excitation constitue l'élément actif, duquel les signaux hertziens recueillis sont transmis au poste récepteur par un câble coaxial, alors que les éléments passifs qui lui sont associés comprennent un élément réflecteur et en général plusieurs éléments directeurs. I1 est réalisé sous la forme d'un dipôle, comprenant deux brins symétriques, respectivement de chaque côté du bras support, qui sont électriquement reliés à l'âme et à 1' armature du câble coaxial, ce dipôle pouvant éventuellement être replié sur lui-même en forme de trombone. Les difficultés que la présente invention se propose de résoudre sont liées au besoin de recevoir et transmettre à un même poste de télévision, par un câble coaxial unique, des signaux d'image en provenance de plusieurs chaines émettant dans deux gammes de fréquences largement différentes. Dans les réalisations actuelles, la réception des ondes de deux gammes différentes est assurée par des antennes différentes. On doit en fait utiliser deux éléments d'excitation distincts, séparés dans l'espace, avec un couplage magnétique entre eux et une adaptation d'impédance ("baloon"). De plus l'emploi de la forme trombone est en pratique impossible dans des éléments reliés en parallèle au câble coaxial, malgré l'avantage qu'elle présente de permettre une asymétrisation conduisant directement à l'impédance de ligne nécessaire à 75 ohms. L'invention vise donc à permettre l'accord d'une antenne unique sur des bandes dans des gammes de fréquences différentes sans avoir recours à des complications de construction impliquant des dispositifs adaptateurs d'impédance et des dispositifs de couplage elle vise par là notamment à diminuer le coût et l'encombrement des systèmes d'antennes, mais aussi à permettre un taux d'ondes stationnaires réduit et à améliorer la qualité d'image. A cette fin, l'invention a pour objet un élément d'excitation pour antenne de télévision, caractérisé en ce qu'il comporte une partie dipôle comprenant deux brins rectilignes orientés symétriquement transversalement à un axe de bras support et une partie trombone reliant lesdits brins l'un à 1' autre par une boucle aplatie à deux spires symétriques et en ce que ladite partie dipôle et ladite partie trombone sont montées électriquement en série - parallèle par des connexions électriques établies dans l'axe de symétrie d'une part entre ladite boucle et la masse du bras support, d 'autre part entre chacun desdits brins et respectivement une âme et une armature de câble conducteur coaxial. Gracie à cette disposition, l'élément d'excitation est multibandes et l'invention permet un double accord de l'élément d'excitation, par un accord de la partie trombone en série avec un accord de la partie dipôle, sans qu'il y ait de répercussion d'un accord sur l'autre. Une antenne selon l'invention comporte alors à l'arrière d'un tel élément d'excitation, deux éléments réflecteurs respectivement associés à la partie trombone et à la partie dipôle, et à 1' avant, deux ensembles correspondants d'éléments directeurs. Pour con concentrer les signaux avec une intensité maximale sur l'élément d'excitation et éviter les phénomènes d'écho, les deux éléments réflecteurs sont avantageusement disposés l'un au-dessus de 1'autre dans 1' antenne, en particulier l'un au-dessus et l'autre en-dessous du bras support, et de préférence, l'élément supérieur est plus court et destiné à une gamme de fréquences plus élevées et l'élément inférieur est plus long et destiné à une gamme de fréquences plus faibles.Pour les mêmes raisons, l'élément d'excitation est avantageusement disposé de sorte que la partie trombone soit audessus de la partie dipôle, les brins plats de la partie trombone se trouvant dans le même plan que l'élément réflecteur supérieur, en association avec celui-ci, tandis que les brins de la partie dipôle sont dans le même plan que l'élément réflecteur inférieur. Les éléments directeurs sont alors également situés dans les mêmes plans, en correspondance les uns avec la partie trombone accordée sur la gamme des fréquences plus élevées et les autres avec la partie dipôle accordée sur la gamme des fréquences plus faibles. Par ailleurs, du point de vue de la construction mécanique, élément d'excitation selon l'invention comporte de préférence des moyens de montage de l'élément sur le bras support comprenant un boitier qui comporte un fond sur lequel sont fixés les brins de la partie dipôle au voisinage de l'axe et un couvercle de protection des connexions électriques avec le câble coaxial, et des moyens de fixation du bottier en appui par ledit fond sur une première face dudit bras support , la partie trombone étant en appui sur une seconde face du bras support opposée à la première. On décrira maintenant plus en détails une forme de réalisation particulière de l'invention qui en fera mieux comprendre les caractéristiques essentielles et les avantages, étant entendu toutefois que cette forme de réalisation est choisie à titre d'exemple et qu'elle n'est nullement limitative. Sa description est illustrée par les dessins annexés dans lesquels - La figure 1 représente schématiquement une antenne de télévision selon l'invention dans sa position normale d'utilisation et vue de dessous en perspective. - La figure 2 montre avec plus de détails une partie de l'élément d'excitation de l'antenne de la figure 1, vue en plan de dessous, le couvercle du boitier étant enlevé. - La figure 3 montre le même élément d'excitation en coupe transversale partielle, dans une vue de dessus de la figure 2. Conformément au mode de réalisation particulier décrit ici, une antenne de télévision selon l'invention, telle qu'elle est illustrée par la figure 1, dans la position normale de fonctionnement qu'elle occupe, par exemple, sur un toit d'habitation, comporte un mât d'antenne 1 vertical, en bout duquel est monté par un dispositif de fixation 2, un bras support d'éléments3, orienté horizontalement. Un câble conducteur 4, circulant le long du mat 1, transmet jusqu'à un poste de télévision non représenté les signaux recueillis par l'antenne, qui sont prélevés au niveau d'un élément d'excitation 5. Les autres éléments montés sur le même bras support 3 comprennent deux éléments réflecteurs 6 et 7 disposés à l'arrière de l'élément d'excitation 5 et des éléments directeurs 8, 9, 10, 11 et 12 disposés à l'avant du même élément d'excitation 5. Chacun des éléments réflecteurs et des éléments directeurs est réalisé d'une manière en elle-même classique à partir d'un profilé métallique plat, de section rectangulaire, généralement en aluminium, et chacun comporte deux brins dans le prolongement l'un de 1' autre, orientés symétriquement par rapport au bras support 3, transversalement à celui-ci. Le bras support 3 est réalisé d'une manière analogue à partir d'un profilé métallique, généralement d'aluminiwl, mais il présente une section plus importante pour lui donner une meilleure résistance et sa forme est carrée.Comme le montre la figure 1, tous ces éléments se trouvent disposés dans l'un de deux plans parallèles, le premier contre une face supérieure 13 du bras support 3 et le second contre une face inférieure opposée 14 de ce bras support. L'élément d'excitation 5 est réalisé conformément aux caractéristiques principales et secondaires de la présente invention. Comme il ressort des figures 1, 2 et 3, cet élément est conformé en deux branches repliées en épingle à cheveux l'une à côté de vautre, chacune des branches s'étendant largement au-delà de la partie recourbée, de manière à former à la fois - une partie dipôle comprenant deux brins rectilignes 16 et 17, orientés symétriquement transversalement au bras support 3, comme les éléments réflecteurs et les éléments directeurs, - et une partie trombone 18 reliant les deux brins 16 et 17 l'un à 1' autre par une boucle aplatie à deux spires symétriques 19 et 20. Le fonctionnement des deux parties de l'élément d'excitation 5, l'une 16-17 en dipôle, l'autre 18 en trombone, vient de la manière dont elles sont montées électriquement en série - parallèle au niveau de leur raccordement au câble coaxial 4. Les différentes connexions électriques sont établies dans l'axe de symétrie de l'élément, au niveau du montage mécanique sur les deux faces opposées du bras support 3. La boucle aplatie de l'élément, formant la partie trombone 18, est fixée en son centre en contact électrique avec la face supérieure 13 du bras support. Ce centre représente donc le point zéro, relié à la masse.Là où les deux branches de la boucle, après les spires 19 et 20, se prolongent pour former les deux brins 17 et 16 de la partie dipôle, le profilé de l'élément est fixé à plat en appui contre la face inférieure 14 du bras support (figure 3) par des vis 21 (figure 2), par lintermédiaire d'une plaque non conductrice 22. Dans l'axe de symétrie, l'élément est relié électriquement - au départ de l'un des brins 17 du dipôle, par une vis 23 à l'âme interne 24 du câble conducteur coaxial 4, - au départ de 1' autre brin 16 du dipôle, par une patte 25 à l'armature extérieure 26 du câble 4, généralement constituée par une tresse. La plaque 22 constitue en fait le fond d'un boitier 27, lequel participe d'une part au montage mécanique de l'élément d'excitation sur le bras support 3 par cette plaque 22 et comporte d'autre part un couvercle 28 qui se ferme par-dessus les connexions électriques pour les protéger. Le montage mécanique est complété par une tige 29 qui traverse le bras support 3 de part en part ainsi que le boitier et qui est retenue d'un côté par une tête de vis 30 et de vautre par un écrou-papillon 31 (figure 1) fixé sur son extrémité filetée. La conception de l'élément d'excitation 5 permet d'accorder les deux parties fonctionnelles qui le constituent pour recevoir respectivement deux gammes de fréquences différentes. Ceci s ' effectue de sorte que la partie trombone 18 soit active par le plat de la boucle, dans le plan de la face supérieure du bras support, à l'égard d'une gamme de fréquences relativement élevées, et que par ses deux brins 16 et 17, la partie ipôle soit active à l'égard d'une gamme de fréquences relativement faibles. En association avec un tel montage et un tel réglage, les deux récepteurs 6 et 7 sont accordés respectivement sur les fréquences élevées et sur les fréquences faibles et 1 'élément réflecteur 6, disposé dans le plan de la face supérieure du bras support, le même que la partie trombone 18 de l'élément d'excitation, est relativement court, tandis que 1 'élément réflecteur 7 associé à la partie dipôle, dans le plan de la face inférieure du bras support, est relativement long. oh notera par contre que les deux éléments réflecteurs 6 et 7 sont disposés l'un au-dessus de 1' autre, à une même distance de l'élément d'excitation 5. Une disposition analogue se retrouve pour les éléments directeurs respectivement associés aux deux parties fonctionnelles de l'élément d'excitation 5. Dans la réalisation particulière illustrée par la figure 1, ils comprennent quatre éléments directeurs 8, 9, 10 et 11 pour l'ensemble correspondant à la gamme des fréquences élevées et un seul élément directeur 12 pour l'ensemble correspondant à la gamme des fréquences faibles. Ce mode de réalisation particulier convient notamment pour recevoir la bande III dans la gamme des frequences VHF par la partie dipôle de l'élément d'excitation, et l'élément réflecteur 7 et l'élément directeur 12 qui lui sont associés, et pour la réception des bandes IV et V dans la gamme des fréquences UHF pour la partie trombone et les éléments réflecteur et directeurs associés. On sait que les bandes considérées ici stetendent,la bande III de 150 MHZ à !220 MHz, les bandes IV et V de 525 MHz à 950 MHz. La même conception d'antenne pourrait aisément être adaptée pour recevoir d'une part la bande III et d'autre part la bande I dans la gamme de 40 MHZ à 90 MHz. Naturellement, l'invention n'est en rien limitée par les particularités qui ont été spécifiées dans oe qui précède ou par les détails du mode de réalisation particulier choisi pour illustrer l'invention. Toutes sortes de variantes peuvent être apportées à la réalisation particulière qui a été décrite à titre d'exemple et à ses élements constitutifs sans sortir pour autant du cadre de l'invention. Cette dernière englobe ainsi tous les moyens consitutant des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons. REVENDICATIONS 1. Elément d'excitation pour antenne de télévision, caractérisé en ce qu'il comporte une partie dipôle comprenant deux brins rectilignes (16,17) orientés symétriquement transversalement à un axe de bras support (3) et une partie trombone (18) reliant lesdits brins l'un à l'autre par une boucle aplatie à deux spires symétriques (19,20) et en ce que ladite partie dipôle et ladite partie trombone sont montées électriquement en série - parallèle par des connexions électriques établies dans l'axe de symétrie d'une part entre ladite boucle et la masse (13) du bras support, d'autre part entre chacun desdits brins et respectivement une âme (24) et une armature (26) de câble conducteur coaxial. 2. Elément d'excitation selon la revendication 1, caractérisé en ce que la partie trombone (18) est accordée sur une gamme de fréquences plus élevées et la partie dipôle (16-17) est accordée sur une gamme de fréquences plus faibles. 3. Elément d'excitation selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en oe que la partie trombone (18) est fixée au centre de la boucle aplatie sur une face supérieure (13) d'un bras support (3) et les deux brins (16,17) de la partie dipôle contre une face supérieure opposée (14) dudit bras support (3). 4. Elément d'excitation selon l'une quelconque des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de montage sur un bras support (3) comprenant un boîtier (27) qui comporte un fond (22) sur lequel sont fixés les brins de la partie dipôle (16-17) au vosinage de l'axe et un couvercle (28) de protection des connexions électriques avec le câble coaxial (4), et des moyens (29) de fixation du boîtier en appui par ledit fond sur une première face dudit bras support, la partie trombone étant en appui sur une seconde face du bras support opposée à la première. 5. Antenne de télévision, caractérisée en ce qu'elle comporte un bras support (3) sur lequel sont montés un élément d'excitation (5) selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, deux éléments réflecteurs (6,7) disposés à l'arrière dudit élément d'excitation et respectivement associés à ladite partie trombone (18) et à ladite partie dipôle (16-17), et deux ensembles d'éléments directeurs (8 à 12) disposés à l'avant dudit élément d'excitation et respectivement associés à ladite partie trombone et à ladite partie dipôle. 6. Antenne de télévision selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux éléments réflecteurs sont à une même distance de l'élément d'excitation (5), l'élément réflecteur (6) associé à la partie trombone étant disposé dans un même plan que celleci et étant plus court que l'élément réflecteur (7) plus long associé à la partie dipôle (16-17) et disposé dans un même plan que cette dernière. 7. Antenne de télévision selon la revendication 6, caractérisée en oe que le ou les éléments directeurs (8,9,10,11) associés à la partie trombone (18) sont disposés dans ledit même plan que celle-ci et le ou les éléments directeurs (7) associés à la partie dipôle (16-17) sont disposés dans ledit même plan que cette dernière.