Brevet FR2654264A3 — publié le 19910510

FR 2654264 A3 19910510 FR 9012539 A 19901011 L'invention concerne une antenne @@nidirectionnelle, avec un système d'antennes présentant un diagraiie de rayonnenent en forte de cardioïde, dans lequel plusieurs éléments émetteurs sont agencés sur le pourtour d'un corps-support, le corps-support présentant, dans la région des éléments émetteurs, une forre cylindrique ainsi qu'une transition profilée du côté opposé à la direction de rayonnement principale. Par le brevet allemand DE-PS 33 28 115 C2, on connaît déJà une telle antenne oanidirectionnelle, pour produire un diagrne de rayonnenent en forme de cardioïde. Une publication antérieure, (Galindo/Green : "A @ear-Isotropic Circulary Polarized Antenna for Space Vehicles1; IEEB Transactions on antenna and propagation, vol. AP- 13, Jo 6; Novembre 1965) comporte la description d'une autre forie de réalisation d'une antenne onnidirectionnelle avec des fentes crucifornes en tant qu'éléments émetteurs.Ces systèmes d'antennes polarisés circulairement conviennent pour le rayonnement de fréquences à l'intérieur d'une largeur de bande prédéterninée par construction. Il n'est pas prévu d'adéquation à d'autres fréquences éloignées les unes des autres. L'invention a donc pour but de proposer une antenne ainidirectionnelle avec diagramme de rayonnenent en fane de cardiolde, qui autorisera une utilisation dans au oins deux bandes de fréquence éloignées l'une de l'autre. Selon l'invention, ce but est atteint par le fait que deux ou plusieurs systèmes d'antennes à fréquences différentes, ayant chacun un diagramme de rayonnement en forme de cardioïde, sont agencés axialenent l'un à la suite de l'autre dans la direction de rayonnement principale de l'antenne omnidirectionnelle, la fréquence du système d'antennes orienté dans la direction de rayonnement principale étant à chaque fois plus élevée que la fréquence du système d'antennes voisin. Parmi les différentes fores de aise en oeuvre possibles, l'invention prévoit notamment que: - les systènes d'antennes sont polarisés circulairment ou linéairement; - le système d'antennes orienté dans la direction de rayonnement principale est réalisé sous la forie d'une antenne à cornet a petite ouvsture; - la transition entre les corps-supports de deux systèmes d'antennes voisins est du type en gradin ou du type progressif; - la transition entre les corps-supports de deux systèmes d'antennes voisins est réalisée conformément à une fonction continue;; - le guide d'ondes allant au système d'antennes orienté dans la direction de rayonnement principale est agencé sensiblement coaxialement à l'intérieur du système d'antennes voisin; - le guide d'ondes allant au système d'antennes orienté dans la direction de rayonnement principale est agencé sensiblement coaxialement à l'intérieur du système d'antennes voisin; - le guide d'ondes allant au système d'antennes orienté dans la direct ion de rayonnement principale est agencé dans la région de la paroi extérieure du corps-support du système d'antennes voisin. L'invention présente en particulier l'avantage de pernettre à l'antenne omnidirectionnelle d'opérer dans au moins deux plages de fréquence éloignées l'une de l'autre, sans que la caractéristique de rayonnement en forme de cardioïde change sensiblement. Les caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront plus coiplètement dans la description présentée dans ce qui suit, à titre d'exemple non limitatif, en se repartant aux dessins annexés dont les figures représentent - les figures la et lb, des antennes omnidirectionnelles avec différents systèmes d'antennes; et - la figure 2, une coupe d'une antenne oinidirectionnelle. Sur les figures la et lb; on a représenté deux exemples de réalisation de mème nature, d'une antenne oinidirectionnelle pour deux fréquences éloignées l'une de l'autre, f1, f2. Le système d'antennes S1 pour la fréquence plus haute fl est agencé sur la pointe, orientée dans la direction de rayonnement principale B, du corps-support global constitué de plusieurs parties T1, R1, T2, R2. Ce système est constitué par un corpssupport cylindrique Ti de diaiètre dl et de longueur a+b. A ce corps succède une transition profilée R1 qui peut présenter un contour extérieur progressif (figure la) ou un contour extérieur échelonné ou en gradin, ici sous la forme d'un tronc de cône. A cette transition se raccorde le corps-support T2 du deuxième système d'antennes voisin 82 et sa transition profilée R2. La transition profilée R2 peut être soit fixée sur un mât 11 de diaiêtre d3, soit raccordée a un troisièae système d'antennes. On peut aussi prévoir que le diamètre des corps-supports de deux systèmes d'antennes voisins présentent le même diamètre. Sur chacun des corps-supports T1, T2 sont agencés périphériquement les éléments émetteurs individuels du système d'antennes correspondant S1, 82. Sur la figure la, on a représenté à titre d'exemple des éléments émetteurs à ligne de tranaission et, sur la figure lb, des éléments émetteurs à fente cruciforme. Pour ce qui est de la position des éléments émetteurs sur le corps-support et des dimensions de celui-ci, on se reportera par exemple aux indications du brevet allemand DE-PS 33 28 115 C2. Les systèmes d'antennes individuels présentent normalement une polarisation circulaire. Ils peuvent toutefois aussi être polarisés linéairement. Le nombre minimal des éléments émetteurs de chaque système d'antennes est donné par l'ondulation admissible du diagramme de rayonnement dans le domaine azimutal, c'est-à-dire perpendiculairement à l'axe de la direction de rayonnement principale B, ainsi que par les dimensions minimales nécessaires des guides d'ondes d'alimentation. Pour ces derniers, tous les types connus sont envisageables. Le système d'antennes 52 orienté dans la direction de rayonnement principale peut aussi être renplacé par un organe de rayonnement ou émetteur individuel approprié, tel que par exemple un guide d'ondes creux ouvert, une antenne à cornet à très petite ouverture, ou par un élément émetteur diélectrique. Les systèmes d'antennes individuels S1, , etc. sont agencés axialement les uns à la suite des autres de tanière que la relation suivante entre diamètres soit vérifiée dn + 1 # dn De manière correspondante, pour les fréquences des systèmes d'antennes individuels, on a fn > fn + 1 Les diagrammes de rayonnement sont optinisés dans la direction de l'élévation, en jouant sur le choix des dimensions a, b , c, d, e, f, etc.. En jouant sur la forme des transitions profilées R1, R2, on peut influencer légèrement les diagrammes de rayonnement, notaient dans le cas des grands angles d'élévation. La nature des lignes ou guides d'alinentation ainsi que des types d'éléments rayonnants ou émetteurs doit autoriser la production aussi sinple que possible d'une onde polarisée circulairement. Les éléments émetteurs à fente cruciforme sont alimentés par exemple par une onde H1 i polarisée circulairement dans le guide d'ondes creux à section circulaire. Les éléments émetteurs à ligne de transmission peuvent être alimentés, avec un couplage approprié, de la néme manière ou par des lignes coaxiales avec progression de phase appropriée.Des considérations similaires sont également applicables en cas de polarisation linéaire, des fentes simples remplaçant par exemple les fentes cruciformes, et la progression de phase pouvant être omise dans le cas d'éléments émetteurs à ligne de transmission. Si l'on utilise, par exemple dans le cas d'antennes à fente cruciforme, des lignes d'alimentation en technique de guides d'ondes à conducteur creux, l'alimentation du système d'antennes S1 situé en avant dans la direction de rayonnenent principale peut alors s'effectuer par le guide d'ondes - plus grand - du système d'antennes arrière 52. Il convient toutefois d'insérer en un endroit approprié un filtre réalisant, pour la fréquence du système d'antennes arrière S2, un plan de court-circuit défini.A la base d'antenne, il faut un polariseur qperant pour les deux fréquences désirées, et cela peut éventuellement intervenir dans le cas de l'onde alimentant le système d'antennes avant S1, dans le guide d'ondes arrière, plus grand, pour former des nodes plus élevés. Une séparation des guides d'ondes individuels évite ces problèmes V2 et par un ou plusieurs coupleurs E2. REVENDICATIONS 1. Antenne omnidirectionnelle, avec un système d'antennes présentant un diagramme de rayonnement en forme de cardioïde, dans lequel plusieurs éléments émetteurs sont agencés sur le pourtour d'un corps-support, le corps-support présentant, dans la région des éléments émetteurs, une forme cylindrique ainsi qu'une transition profilée du coté opposé à la direction de rayonnement principale, caractérisée par le fait que deux ou plusieurs systèmes d'antennes (S1, S) à fréquences différentes, airant chacun un diagramme de rayonnement en forme de cardioïde, sont agencés axialement l'un à la suite de l'autre dans la direction de rayonnement principale de l'antenne omnidirectionnelle, la fréquence (f1) du système d'antennes (S1) orienté dans la direction de rayonnement principale étant à chaque fois plus élevée que la fréquence (f2 > du système d'antennes voisin 2. Antenne onnidirectionnelle selon la revendication i, caractérisée par le fait que les systèmes d'antennes (S1, 52 > sont polarisés circulairement ou linéairement. 3. Antenne omnidirectionnelle selon la revendication 1 ou 2, caractérisée par le fait que le système d'antennes (S1) orienté dans la direction de rayonnement principale (B) est réalisé sous la forme d'une antenne à cornet à petite ouverture. 4. Antenne omnidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la transition entre les corps-supports (T1, T2) de deux systèmes d'antennes voisins est du type en gradin ou du type progressif. 5. Antenne omnidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée par le fait que la transition entre les corps-supports CT1, T2) de deux systèmes d'antennes voisins (S1, 52) est réalisée conformément à une fonction continue. 6. Antenne omnidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le guide d'ondes (w1) allant au système d'antennes orienté dans la direction de rayonnement principale (B) est agencé sensiblement coaxialement à l'intérieur du système d'antennes voisin (S2). 7. Antenne omnidirectionnelle selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée par le fait que le guide d'ondes (W1) allant au système d'antennes orienté dans la direction de rayonnenent principale est agencé dans la région de la paroi extérieure du corps-support .