Brevet FR2669469A1 — publié le 19920522

La présente invention concerne une antenne parabolique intégrée pour la réception de signaux hyperfréquence, notamment en provenance de satellites de télédiffusion directe. Le domaine technique de l'invention est notamment celui des installations domestiques de télévision destinées à capter des émissions en provenance de satellites de télécommunications. On connaît des antennes paraboliques d'installations domestiques de télévision destinées à capter des émissions en provenance de satellites de télécommunications. Une première génération d'antennes avait des formes de sections de paraboloïde symétriques par rapport à l'axe de révolution. Ces antennes avaient leur concavité tournée vers le ciel, de sorte qu'elles constituaient un réservoir de glace, de neige ou d'eau lorsqu'elles étaient soumises aux intempéries. Dans ces conditions, elles ne pouvaient recevoir efficacement les signaux émis par les satellites. Pour eviter ces inconvénients, une deuxième génération d'antennes (dites antennes "offset") présente la forme de sections asymétriques de paraboloïde, qui ne présentent pas de profil susceptible de retenir l'eau, la neige ou la glace. Toutefois, cette asymétrie entraîne l'utilisation d'un long bras pour porter la source rayonnante. La longueur de ce bras en fait un perchoir idéal pour les oiseaux, ce qui produit alors un dérèglement et un mauvais fonctionnement de l'antenne. Ces antennes conventionnelles comprennent des sources situées sensiblement au foyer du paraboloïde et des convertisseurs de fréquences. Par la suite, on appellera "parabole" ou "coquille parabolique" les sections de paraboloïde précitées. Le système de guide d'onde circulaire utilisé habituellement impose l'utilisation de dépolariseurs et de guides d'onde rectangulaires. Ces guides d'onde et dépolariseurs sont des pièces mécaniques de précision : leur fabrication est par conséquent délicate et coûteuse. De plus, les convertisseurs de fréquences sont placés habituellement en dehors du rayonnement des sources, donc à l'extérieur de la coquille parabolique. L'ensemble constitué par des convertisseurs précités et une antenne conventionnelle peut ainsi difficilement être protégé contre les intempéries (pluie, neige, glace...) même compte tenu des faibles dimensions de ces antennes dont le diamètre est en général inférieur à 1 m. Le but de l'invention est de remédier aux inconvénients précités, en créant une antenne parabolique, protégeant la source et le convertisseur des intempéries et des chocs extérieurs, qui soit de fabrication économique et sans proéminences extérieures notables. L'invention vise ainsi une antenne parabolique pour la réception de signaux hyperfréquence, notamment en provenance de satellites de télédiffusion directe, comprenant au moins une source rayonnante reliée à un convertisseur de fréquences, ladite source étant placée sensiblement au foyer d'une coquille parabolique. Suivant l'invention, cette antenne est caractérisée en ce que la coquille parabolique est solidaire d'un radôme et définit avec ledit radôme un volume creux de protection à l'égard des intempéries, en ce que la source et le convertisseur sont fixés à l'intérieur de la concavité de la coquille parabolique et en ce que la source et le convertisseur sont contenus dans le volume défini par la coquille parabolique et le radôme de façon à être protégés des chocs et des intempéries. La forme du volume ainsi défini protège efficacement la source et les convertisseurs qui y sont contenus contre les intempéries. En effet, l'eau et la neige tombant sur un tel volume glissent sur la surface extérieure et ne peuvent y être retenues. De plus, la structure mécanique dudit volume est plus rigide naturellement qu'un paraboloïde seul. Cette structure permet, à rigidité identique, de diminuer les épaisseurs de matière utilisée et donc les quantités de matière mise en oeuvre. En particulier, le radôme peut être de faible encombrement et de faible épaisseur. Cette diminution de matière, jointe au fait que la prise au vent est diminuée sensiblement de moitié pour un volume donné en comparaison avec un paraboloïde seul, entraîne une réduction des inerties de la structure ainsi que des efforts dus au vent. Ainsi, les systèmes de fixation et d'orientation de la structure sujets à des couples et des forces moins importantes peuvent être simplifiés et leur coût peut être réduit en conséquence. La construction de l'antenne selon l'invention protège totalement le convertisseur et la source rayonnante de sorte qu'une nouvelle conception de la source et du convertisseur peut être envisagée : cette conception conduit alors à des réalisations très économiques. Selon une réalisation préférée de l'invention, les moyens de fixation comprennent des moyens de liaison du convertisseur à la source coopérant avec des moyens de fixation du convertisseur à la coquille parabolique, lesdits moyens de fixation empêchant la rotation du convertisseur par rapport à la surface de la coquille parabolique. Ainsi, le convertisseur est parfaitement orienté par rapport à la surface de la coquille parabolique, de sorte que la source située sensiblement au foyer de la parabole peut être supportée uniquement par les moyens de liaison du convertisseur à la source. Selon une réalisation avantageuse de l'invention, les moyens de liaison dudit convertisseur à la source comprennent au moins un câble coaxial rigide, ledit câble comprenant un conducteur intérieur et un conducteur extérieur. Ainsi, la rigidité du câble coaxial précité assure que le convertisseur et la source constituent un ensemble dont la géométrie est sensiblement constante. De plus, cette géométrie peut être facilement modifiée en modifiant de façon appropriée la courbure du câble coaxial. D'autres caractéristiques et particularités de l'invention apparaîtront dans la description qui va suivre. Aux dessins annexés, à titre d'exemples non limitatifs - la figure 1 est une vue en coupe suivant le plan I-I de la figure 2 d'une antenne suivant l'invention ; - la figure 2 est une vue de dessus de l'antenne suivant l'invention dont le radôme a été enlevé - la figure 3 est une vue en coupe suivant le plan III-III de la figure 4 d'une autre antenne selon l'invention ; - la figure 4 est une vue de dessus de l'antenne dont le radôme a été enlevé. Les figures 1 et 2 représentent une antenne suivant l'invention, destinée par exemple à la réception d'émissions en provenance d'un satellite tel que "TDF1" ou "TVSAT" ("TDF1" et "TVSAT" sont des marques déposées). L'antenne comprend une coquille parabolique 1 et un radôme 2, la coquille parabolique 1 est solidaire du radôme 2 et définit avec ledit radôme 2 un volume 3 creux de protection à l'égard des intempéries. L'antenne comprend également une source rayonnante 4 reliée à un convertisseur 5, ladite source étant placée sensiblement au foyer de la parabole 1. La source 4 et le convertisseur 5 sont contenus dans le volume 3 défini par la coquille parabolique 1 et le radôme 2 de façon à être protégés des chocs et des intempéries provenant de l'extérieur dudit volume 3. La source 4 et le convertisseur 5 sont fixés à l'intérieur de la concavité de la coquille parabolique 1 par des moyens de fixation que l'on détaillera par la suite. Le volume 3 est sensiblement de révolution, le diamètre extérieur dudit volume étant par exemple compris entre 200 et 900 mm. L'épaisseur moyenne des parois du volume 3 est comprise entre 0,3 et 6 mm. La coquille parabolique est réalisée par exemple par moulage ou emboutissage à partir d'une feuille de matériau conducteur sur la surface située du côté concave de la coquille parabolique 1. Ce matériau est choisi de préférence dans le groupe comprenant l'aluminium, les alliages d'aluminium, et les matières plastiques ou composites métallisées, tels que le polyéthylène, le polypropylène, le polycarbonate ou analogue. Pour éviter la condensation ou le givrage, un trou 9 d'aération et d'écoulement est ménagé en partie basse de la coquille parabolique 1. Le radôme 2 est réalisé par moulage ou formage d'une feuille de matière transparente aux ondes hyperfréquence, de préférence une matière composite ou une matière plastique à constante diélectrique inférieure à 3 telle que du polychlorure de vinyle, du polyuréthane, du polytétrafluoréthylène ou analogue. Le radôme 2 et la coquille parabolique 1 sont assemblés l'un à l'autre par leurs bords périphériques 2A et 1A respectivement. Les bords périphériques 1A et 2A sont de préférence assemblés par emboîtement puis rendus solidaires l'un à l'autre, par exemple par collage ou soudage. Les moyens de fixation du convertisseur 5 et de la source 4 à l'intérieur de la concavité de la parabole 1 comprennent des moyens de liaison du convertisseur 5 à la source 4 coopérant avec des moyens de fixation du convertisseur 5 à la parabole 1. Lesdits moyens de fixation empêchent la rotation du convertisseur 5 par rapport à la surface de la coquille parabolique 1. Les moyens de liaison du convertisseur 5 à la source 4 comprennent au moins un câble coaxial rigide 6. Le câble coaxial 6 comprend un conducteur intérieur et un conducteur extérieur. Le câble coaxial rigide 6 est de préférence conforme à la norme MIL M 17/130-0001. Le câble coaxial 6 est raccordé directement au convertisseur 5, le conducteur extérieur étant raccordé à la masse du convertisseur par un moyen mécanique et le conducteur intérieur étant raccordé à un circuit hyperfréquence dudit convertisseur. Ce conducteur extérieur est raccordé de préférence à un canon fileté 5A vissé directement dans le corps du convertisseur 5. Le conducteur intérieur est raccordé par soudure ou brasure au circuit hyperfréquence du convertisseur. En variante permettant le réglage de l'impédance d'entrée du convertisseur, le conducteur intérieur est raccordé par couplage quart d'onde au circuit hyperfréquence du convertisseur 5. Le convertisseur 5 présente une surface extérieure conductrice : selon une réalisation connue, il est réalisé par moulage d'une matière plastique métallisée en surface ou par fonderie d'un alliage métallique léger. Le convertisseur 5 a une section apparente aux ondes hyperfréquence réagissant sur le gain de l'antenne. La section apparente dudit convertisseur est inférieure au quart de la surface de la coquille parabolique et de préférence inférieure à 1 000 mm2. La source rayonnante 4 comprend au moins un enroulement hélicoïdal, raccordé mécaniquement et en continuité électrique avec le câble coaxial 6, de diamètre compris entre 0,2 et 0,5 fois la longueur d'onde moyenne des signaux à recevoir. Cet enroulement hélicoïdal est adapté pour dépolariser les ondes hyperfréquence captées. La source rayonnante 4 est par exemple réalisée par enroulement en hélice d'un fil métallique, de préférence en cuivre, de façon à réaliser une source à polarisation circulaire suivant une technique connue dans d'autres domaines de fréquence, mais non utilisée pour les fréquences habituelles de télédiffusion. Les moyens de fixation du convertisseur 5 à la parabole 1 comprennent un passage 8 pour au moins un câble conducteur de descente destiné à être relié à un téléviseur et deux bossages 7A, 7B solidaires de la coquille parabolique 1 et adaptés pour empêcher la rotation du convertisseur 5. De préférence, les bossages 7A, 7B qui empêchent la rotation du convertisseur 5 par rapport à la parabole 1 sont réalisés d'une seule pièce avec la parabole 1 pendant l'opération de moulage. Le convertisseur comprend également un canon 5B qui est un passage coaxial permettant le raccordement à un câble coaxial de descente de type connu, d'impédance 75 Q aux fréquences comprises entre 900 et 1 750 MHz. Le canon 5B est de préférence fileté pour permettre la fixation à la parabole 1 du convertisseur 5 par serrage d'un écrou. Selon les figures 3 et 4, une antenne suivant l'invention, destinée par exemple à la réception d'émissions en provenance de deux satellites tels que "TDF1" et "TVSAT" ("TDFl" et "TVSAT" sont des marques déposées) comprend deux sources rayonnantes 14 et 24. La source 14 est une hélice enroulée à droite formée à partir d'un fil métallique : cette source effectue donc la dépolarisation circulaire droite des ondes captées provenant d'un premier satellite. De façon analogue, la source 24 est une hélice enroulée à gauche : cette source effectue donc la dépolarisation circulaire gauche des ondes captées provenant d'un deuxième satellite ou d'une deuxième source du premier satellite. De préférence, les axes des deux hélices sont symétriques par rapport à l'axe de révolution du volume 3 et décalés parallèlement à l'axe de rotation d'une distance de l'ordre du quart de longueur d'onde moyenne des ondes captées. Les autres éléments de l'antenne sont similaires à ceux de l'antenne décrite en référence aux figures 1 et 2 ; un radôme 2, une parabole 1, des conformations 1A et 2A, des câbles coaxiaux rigides 16 et 26, des convertisseurs 15 et 25, des bossages antirotation 17A, 17B, 27A, 27B, des canons filetés 15A, 25A et des canons coaxiaux 15B, 25B serrés par des écrous dans les passages 18, 28, ainsi qu'un orifice d'aération et d'écoulement 9. On va maintenant détailler les effets techniques et les avantages des antennes selon l'invention. Dans la technique conventionnelle, il n'est pas connu de placer des convertisseurs à l'intérieur de la parabole. Les règles du métier s'opposent en effet au placement de tout objet à l'intérieur de la concavité de la parabole, par crainte de perturber, voire d'empêcher totalement le fonctionnement de l'antenne. Des essais ont montré de manière surprenante et inattendue qu'un tel montage était possible, en particulier que la faible surface des convertisseurs utilisés ne produisait pas de réduction notable des performances de l'antenne. Un tel dispositif peut alors être totalement fabriqué, monté et réglé en usine.Son installation sur site, ne nécessite que la fixation au mât, le raccordement à une descente de câble et l'orientation du dispositif, alors que la technique traditionnelle impose cinq opérations successives (fixation antenne-mât, fixation convertisseurs, liaison antenne-convertisseurs, raccordement convertisseurs-descente, orientation). La mise en oeuvre du dispositif entraîne donc une réduction de coût (assemblage en usine) et une simplification du montage. Une économie supplémentaire est encore obtenue par l'usage des câbles coaxiaux et de sources suivant l'invention. Les câbles coaxiaux ne sont pas utilisés habituellement pour relier une source à un convertisseur, car une longueur notable de câble coaxial induit des pertes importantes ainsi que des déphasages. Selon l'invention, l'utilisation de sources réalisant directement la dépolarisation permet l'utilisation de câbles coaxiaux et le bon fonctionnement d'une antenne. Selon l'invention, on a ainsi réalisé une antenne compacte, de faibles dimensions, intégrée avec ses convertisseurs et ne présentant qu'une sortie à raccorder à un conducteur coaxial de descente classique. L'antenne selon 1 invention est particulièrement économique à fabriquer et à installer. Bien entendu, l'invention ne se limite pas aux modes de réalisation précités, et on peut envisager de nombreuses modifications et variantes sans sortir du cadre de la présente invention. On peut par exemple utiliser le trou d'aération et d'écoulement 9 pour chauffer le volume défini par la coquille parabolique 1 et le radôme 2 ou conditionner l'atmosphère dudit volume. On peut également, dans le cas des réalisations selon les figures 3 et 4, réaliser les sources 14 et 24 de façon qu'elles aient leurs axes de révolution confondus. Du fait que les hélices correspondantes tournent en sens contraire, elles viennent au contact l'une de l'autre en des points où le potentiel électrique s'annule. Ces points peuvent être reliés par soudure pour accroître la rigidité du montage à deux sources. REVENDICATIONS 1. Antenne parabolique pour la réception de signaux hyperfréquence, notamment en provenance de satellites de télédiffusion directe, comprenant au moins une source rayonnante (4, 14, 24) reliée à un convertisseur de fréquences (5, 15, 25), ladite source étant placée sensiblement au foyer d'une coquille parabolique (1), caractérisée en ce que cette coquille parabolique (1) est solidaire d'un radôme (2) et définit avec ledit radôme un volume (3) creux de protection à l'égard des intempéries, en ce que la source (4, 14, 24) et le convertisseur (5, 15, 25) sont fixés à l'intérieur de la concavité de la coquille parabolique (1) et en ce que la source (4, 14, 24) et le convertisseur (5, 15, 25) sont contenus dans le volume (3) défini par la coquille parabolique (1) et le radôme (2) de façon à être protégés des chocs et des intempéries. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de fixation comprennent des moyens de liaison du convertisseur (5, 15, 25) à la source (4, 14, 24) coopérant avec des moyens de fixation du convertisseur (5, 15, 25) à la coquille parabolique (1), lesdits moyens de fixation empêchant la rotation du convertisseur (5, 15, 25) par rapport à la surface de la coquille parabolique (1). 3. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison dudit convertisseur à la source comprennent au moins un câble (6, 16, 26) coaxial rigide, ledit câble comprenant un conducteur intérieur et un conducteur extérieur. 4. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le câble coaxial (6, 16, 26) est raccordé directement au convertisseur (5, 15, 25), le conducteur extérieur étant raccordé à la masse du convertisseur par un moyen mécanique et le conducteur intérieur étant raccordé à un circuit hyperfréquence dudit convertisseur (5, 15, 25). 5. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le conducteur intérieur est raccordé par soudure ou brasure au circuit hyperfréquence du convertisseur (5, 15, 25). 6. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que le conducteur intérieur est raccordé par couplage quart d'onde au circuit hyperfréquence du convertisseur (5, 15, 25). 7. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que la source rayonnante (4, 14, 24) comprend au moins un enroulement hélicoïdal, raccordé mécaniquement et en continuité électrique avec les moyens de liaison (6, 16, 26), de diamètre compris entre 0,2 et 0,5 fois la longueur d'onde moyenne des signaux à recevoir, cet enroulement hélicoïdal étant adapté pour dépolariser des ondes hyperfréquence captées. 8. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de fixation du convertisseur (5, 15, 25) à la coquille parabolique (1) comprennent un passage (8, 18, 28) pour au moins un câble conducteur de descente destiné à être relié à un téléviseur et au moins un bossage (7A, 7B, 17A, 17b, 27A, 27B) solidaire de la coquille parabolique (1) et adapté pour empêcher la rotation du convertisseur (5, 15, 25). 9. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledit volume (3) est sensiblement de révolution, le diamètre extérieur dudit volume (3) étant compris entre 200 et 900 mm et l'épaisseur moyenne des parois dudit volume étant comprise entre 0,3 et 6 mm. 10. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que la coquille parabolique (1) est réalisée par moulage ou emboutissage à partir d'une feuille de matériau conducteur sur la surface située du côté concave de la coquille parabolique (1). 11. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le radôme (2) est réalisé par moulage ou formage d'une feuille de matériau transparent aux ondes hyperfréquences, de préférence une matière composite ou une matière plastique à constante diélectrique inférieure à 3. 12. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le radôme (2) et la coquille parabolique (1) sont assemblés l'un à l'autre par leurs bords périphériques (lA, 2A). 13. Antenne selon la revendication 12, caractérisée en ce que lesdits bords périphériques (lA, 2A) sont assemblés par emboîtement. 14. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le convertisseur (5, 15, 25) a une section apparente aux ondes hyperfréquence réagissant sur le gain de l'antenne, la section apparente dudit convertisseur étant inférieure au quart de la surface de la coquille parabolique. 15. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'un trou (9, 19) d'aération et d'écoulement est ménagé en partie basse de la coquille parabolique (1).