Brevet FR2648279A1 — publié le 19901214

I Antenne rotative à dipoles. La présente invention se rapporte aux antennes comportant un support rotatif sur lequel est monté au moins un réseau vertical de dipôles rayonnants et au moins un réflecteur vertical formé de fils. De telles antennes sont connues et sont utilisées, par exemple, en ondes décamétriques. Dans le cas de deux réseaux de dipôles, ces antennes ne possedent le plus souvent qu'une seule ligne d'alimentation qui passe généralement à travers le support et alimente l'un ou l'autre des deux réseaux grâce à un ensemble de commutation. L'angle de tir en azimut des antennes connues est facilement réglable, dans n'importe quelle direction, par rotation du support; l'angle de tir en site et la configuration d'antenne peuvent être réglables au moyen de dispositifs de commutation permettant de connecter, au choix, tout ou partie des dipôles d'un même réseau de dipôles. Dans ces antennes connues les réseaux de dipôles sont formés de dipôles filaires faits de fils conducteurs maintenus entre des poutres du support par des arrangements de cables, d'isolants, de contre-poids, de poulies... . Ainsi les dipôles sont disposés dans une sorte de rideau tendu, dans un plan vertical, entre des poutres du support. Ce rideau, qui comporte les. dipôles d'un r 'u, a un encombrement supérieur aux dimensions hors-tout de. ensemble des dipôles du réseau. Sous l'effet du vent le rideau se déforme entrainant, en particulier, des variations de l'impédance d'entrée de l'antenne et des problèmes mécaniques; il en résulte que les antennes rotatives connues sont inutilisables à partir de vitesses du vent toujours très inférieures à la vitesse maximale pour laquelle la stabUlté de l'antenne est assurée. Ce rideau qui sert au positionnement des dlpôles présente également d'autres Inconvénients il est fortement sollicité par les charges que constituent les dépôts de givre; il rend délicates les opérations qui consistent A hisser ou à affaler l'antenne rotative ainsi que les intervention dans le rideau. Pour ce qui est du ou des rideaux réflecteurs des antennes rotatives connues, ils sont, en général, constitués d'une seule nappe formée de fils horizontaux et de caténaires, et cette nappe est maintenue seulement par le haut et par le bas. Là encore les conditions climatiques entraînent des deformations pouvant nuire au fonctionnement de l'antenne. La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire ces inconvénients. Ceci est obtenu, en particulier, par un choix différent du type de dipôles utilisés et par une façon différente de positionner ces dipôles. Selon l'invention une antenne rotative à dipôles, ayant un support rotatif qui comporte une structure métallique et des câbles, et n, o n est un entier positlf, réseaux de dipôles portés par le support, est caractérisée en ce que les dipôles sont des dipôles rigides et en ce que les dipôles sont fixés directement sur la structure. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures s'y rapportant qui représentent: - la figure 1, une vue partielle, de face, d'une antenne rotative selon l'invention, - la figure 2, une vup de côté de l'antenne rotative selon la figure 1, - la figure 3, une vue partielle plus détaillée de l'antenne rotative selon les figures 1 et 2. Sur les différentes figures les éléments correspondant sont désignés par les mêmes repères. L'antenne rotative qui va être décrite cl-après comporte deux réseaux de dipôles et un ensemble de commutateurs pour connecter l'un ou l'autre des deux réseaux à l'alimentation de l'antenne. Selon le réseau connecté, l'antenne est une antenne gamme basse 4/4/0,5 - 6/7/9/11 MHz ou une antenne gamme haute 4/4/0,75 - 13/15/17/21/26 MHz; il est rappelé que, selon la définition électrique internationale des antennes, par exemple la désignation 4/4/05, - 6/7/9/11 M-Hz correspond à une antenne destinée à fonctionner dans les bandes des 6, 7, 9 et 11 MHz (ce qui donne environ une demi-longueur d'onde de 18 m à la fréquence centrale de fonctionnement de 7,7 MHilz) et possédant 4 groupes de 4 I0 dipôles superposés, l'écart entre deux groupes étant égal à la demi-longueur d'onde à la fréquence centrale et le groupe le plus bas étant à une distance du sol égale à 0,5 fois cette demi-longueur d'onde. L'antenne rotative qui est représentée sur les figures 1 et 2 comporte un mat central, 1, avec une embase 10; le mat culmine A 81 mètres au-dessus du sol. Sur la figure 1 seule la partie de l'antenne située à gauche du mat 1 a été entièrement représentée pour des problèmes d'encombrement du dessin et surtout pour permettre de faire ressortir, à droite du mât 2; l'aspect de certains éléments de l'antenne. De part et d'autre du mat, dans le plan de la figure 1 et perpendiculairement au plan de la figure 2, des poutres horizontales P1P8, Q3-Q8 sont disposées par paires. A l'une de leurs extrémités ces poutres sont articulées autour d'un axe horizontal, tel que A, solidaire du mat 1; eUles sont, de plus, haubanées au mât 1 par des haubans tels que H. Les poutres P1-P8 concernent le réseau de dipôles de l'antenne gamme basse et les hauteurs au dessus du sol sont de 72, 54, 36 et 18 mètres respectivement pour les poutres P1-P2, P3-P4, P5-P6 et P7-P8. Il est à noter que les poutres P5-P6 concernent également le réseau de dipôles de l'antenne gaminme haute et que les poutres P5-P6, Q3-Q4, Q5-Q6, Q7-Q8 relatives à l'antenne gaminme haute sont respectivement à 36, 28, et 12 mètres du sol. Sur chacune des poutres P1-P8, Q3-Q8, sont fixés deux dipôles rigides, tels que les dipôles D ou E, de l'antenne gamme basse et/ou haute concernée par la poutre; l'écart entre les quatre dipôles d'un même réseau situés sur une même paire de poutres est égal à la demi-longueur d'onde à la fréquence centrale d'utilisation de l'antenne considérée, c'est-à-dire égal à 18 mètres pour l'antenne gamme basse et à 8 mètres pour l'antenne gamme haute; de plus ces quatre dipôles sont disposés symétriquement par rapport au mât 1. > Comme il ressort de la vue de face selon la figure 1 et de la vue de côté selon la figure 2, les dipôles sont disposés a l'une des extrémités d'un bras métallique horizontal tel que le bras Bd pour le dipôle D et le bras Be pour le dipôle E; l'autre extrémité du bras est solidaire de la poutre comme le bras Bd avec la poutre P7 et le bras Be avec la poutre Q5; la longueur des bras métalliques a été prise un peu supérieure au quart de la longueur d'onde, à la fréquence centrale de travail du dlpôle porté par le bras considéré. L'antenne rotative selon les figures 1 et 2 comporte en outre deux plans réflecteurs, Rb, Rh, faits de fils conducteurs horizontaux dont une partie seulement a été représentee sur la figure 1; sur la figure 2 les plans Rb et Rh ont éte symbolisés par deux lignes en traits interrompus qui correspondent à la trace de ces plans réflecteurs dans, le plan de la figure. Les fils de ces plans réflecteurs sont fixés à l'une de leurs extrémités sur le mat 1. Entre les poutres P1, P2 et P7, P8 d'une part et P3, P4 et Q7, Q8 d'autre part, les fils des plans réflecteurs sont fixés, à leur autre extrémité, 3 sur un caténaire latéral, c'est-à-dire sur un câble latéral tel les câbles K2 et Li; ce caténaire est couplé aux extrémités de plusieurs poutres, c'est ainsi que le caténaire K2 est fixe à l'extrémité de la poutre P1, coulisse dans une ouverture pratiquée dans les extrémités des poutres P3, P5, P7 et est tendu par un poids tel le poids Kp; de même le caténaire Li est couplé aux poutres P3, P5, Q3, QS, Q7. Sensiblement parallèlement à ces caténaires, des câbles conducteurs verticaux, tels K4, montés de la même façon que les caténaires, complètent le maintien des fils du plan réflecteur. De part et d'autre des poutres de l'antenne gamme basse et en dessous des poutres de l'antenne gamme haute, les fils des plans réflecteurs sont fixes, a leur extrémité opposée au mât, sur un câble, tel les câbles K1, K3, L2, qui est maintenu sur le mat et, à son extrémité opposée au mat, sur l'extrémité d'une poutre, telle la 1 poutre P7 pour le câble K3; des écarteurs formes de barres métalliques verticales, telle la barre K5 associée au câble K3 et la barre L3 associée au câble L2, permettent d'écarter le câble de la poutre qui lui est associée. Cette façon de réaliser les plans réflecteurs diffère de la façon classique de i 5 les réaliser en ce que la nappe de fils est maintenue non pas uniquement à ses extrémités haute et basse mais e-. alement en des niveaux Intermédiaires grâce à des poutres telles que P3 et P5, comme il apparait sur la figure 1. Sur les figures 1 et 2 apparaissent également des barres de maintien, telles que Md et Ne, qui sont des supports verticaux classiques permettant de maintenir le système de lignes bifilaires destiné à assurer l'alimentation des dipôles. Sur la figure 2 apparaissent, de plus, deux dispositifs de commutation CI, C2 montés sur le mat I et destinés respectivement a commander l'alimentation des dipôles de l'antenne gamme basse et de l'antenne gamme haute, cette alimentation étant assurée par une ligne, non visible sur les figures, qui passe à l'intérieur du mât 1. La figure 3 est une vue partleUlle, plus détaillée que la figure 2, qui se situe au niveau des poutres Q5, P7. Sur cette vue l'axe géométrique du mât a été représenté en traits d'axe et les rideaux réflecteurs, Rb et Rh, ont été représentés en traits interrompus. Sur cette vue apparaissent également: - les bras Bd, Be - les barres de Md, Ne - des marchepieds S, S' et T qui longent respectivement la poutre P7, le bras Bd et la poutre Q5 et qui permettent à un technicien d'intervenir dans l'antenne - des rambardes U et V qui assurent la sécurité du technicien intervenant sur l'antenne - des lignes bifflaires, tels que Jd et Je, maintenues par des isolateurs sur les montants verticaux des rambardes. lS 3 A titre comparatif des caractéristiques d'antenne sont données ciaprès qui correspondent, les premières, à l'antenne rotative qui vient d'être décrite et, les secondes, à une antenne rotative classique conçue et réalisée à l'aide de dipôles filaires pour être commutée, comme l'antenne rotatives décrite, soit en antenne 4/4/0,5 - 6/7/9/11 MHz soit en antenne 4/4/0,75 - 13/14/17/21/26 MHz: - vitesse du vent extrême longitudinal (au sens des règles françaises "neige et vent" de Juin 1980) à 10 m du sol: 184 km/h pour les deux antennes rotatives Y, - vitesse maximum du vent à 10 m du sol, à laquelle l'antenne peut fonctionner: 100 km,h au lieu de km/h avec l'antenne classique, - vitesse maximum du vent à 80 m du sol, à laquelle l'antenne peut encore fonctionner: 131 km/h au lieu de 105 km/h - poids total de l'antenne rotative 2000 kN, 1800 kN, moment de renversement 35 000 kN.m, 000 kN.m, 3G - encombrement (largeur x hauteur en mètres) 74 x 81, 76 x 88, - largeur éclairée (en longueur d'onde de travail) 1,96, 1,55 - gain en décibels (G+1)dB, GdB - deformation transversale sous l'effet d'un vent de km/,'h A 10 m du sol: aucune pour les dipôles rigides et négligeable pour leur rideau réflecteur tandis que, dans l'antenne classique, les dipôles fllaires subissent des déformations et des déplacements importants et que les deformations des rideaux atteignent plusieurs mètres. La présente invention n'est pas limitée à l'exemple décrit c'est ainsi qu'elle s'applique aussi au cas o l'antenne rotative n'est pas une antenne double mais une antenne simple c'est-à-dire à un seul réseau de dipôles rigides. Elle s'applique également au cas o l'antenne rotative comporterait trois réseaux de dipôl61es et plus, répartis, par exemple, dans le cas de trois réseaux, autour d'un support à section horizontale en forme de triangle équilatéral dont chaque côté serait affecte à un réseau de dipôles rigides et à un réflecteur mais, dans ce cas les réseaux ne seraient plus soutenus par des poutres horizontales mécaniquement couplées à un mât central. Il est aussi possible de réaliser, dans le cadre de l'invention, des antennes rotatives ne comportant pas de dispositifs de commutation des dipôles rigides et, quand ces dispositifs existent, ils peuvent être disposés de façon différente que dans l'exemple décrit, par exemple au pied du mat. Et il est à noter qu il est possible, de réaliser une antenne rotative à deux réseaux de dipôles rigides, ne comportant qu'un seul rideau réflecteur; dans ' cas de l'exemple décrit cela revient à n'avoir que le ride Rb mais en augmentant le nombre des fils conducteurs de ce rideau là ou Il joue le rôle de réflecteur pour les dipôles de la ganmme 3 haute. Il est A noter également qu'un cas Intéressant est le cas o l'antenne rotative à réaliser comporte un mat central et un nombre impair de dipôles par ligne horizontale de dipôles, en effet, dans ce cas, le dipôle du milieu de la ligne sera fixe non pas sur l'une des poutres mais directement sur le màt central. La présente invention concerne plus particulièrement les antennes rotatives destinées a émettre en ondes decamétriques. REVENDICATIONS 1. Antenne rotative à dipôles, ayant un support rotatif qui comporte une structure métallique et des câbles, et n, o n est un entier positif, réseaux de dipôles portés par le support, caractérisée en ce que les dlpôles (D, E) sont des dipôles rigides et en ce que les dipôles sont fLxés directement sur la structure (1, P1-P8, Q3-Q8, Bd, Be). 2. Antenne selon la revendication 1, caracterlsée en ce que la structure comporte un mât central (1) vertical, des poutres latérales (P1-P8, Q3-Q8) au moins sensiblement horizontales, mécaniquement couplées au mât central et des bras métalliques (Bd, Be) sensiblement horizontaux. perpendiculaires aux poutres et en ce que ces bras sont fixes à l'une de leurs extrémités à l'une des poutres et portent chacun un des dipôles (D, E) à leur autre extrémité. 3. Antenne selon la revendication 2, dont un au moins des réseaux de dipôles comporte des lignes horizontales de dipôles avec un nombre impair de dipôles par ligne, caractérisée en ce que, dans ces lignes à nombre impair de dipôles, le dipôle du mWleu de la ligne est porté par le mat (1). 4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisee en ce que les poutres (P1-P8, Q3-Q8) sont montées en rotation, à l'une de leurs extrémités, autour d'un axe horizontal (A), solidaire du mât (1) et sont haubanées par un hauban (H) disposé obliquemernt entre la poutre considéree et le mât. 5. Antenne selon l'une quelconque des revendication 2 à 4, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins un réflecteur plan (Rb, Rh) vertical formé de fils horizontaux, ce réflecteur étant associé à un des n réseaux de dipôles et étant mécaniquement couplé aux extrémités d'au moins l'ensemble des poutres (P1-P8, Q3-Q8) du réseau de dipôles auquel il est associé.