Brevet FR2696047A1 — publié le 19940325

i Antenne à micro-ondes du type à grille Domaine de l'invention La présente invention concerne de façon générale les antennes à micro-ondes et plus particulièrement des antennes à micro-ondes du type à grille dans lesquelles une multiplicité de tiges conductrices séparées forment une surface paraboloïdale réfléchissante. Arrière-plan de l'invention Les antennes à micro-ondes du type à grille sont connues depuis de nombreuses années Ces antennes offrent certains avantages par rapport aux antennes dans lesquelles la surface réfléchissante est formée par une ou plusieurs feuilles métalliques pleines. Spécifiquement, les antennes à grille offrent moins de résistance au vent et leur poids léger réduit les coûts de transport et de manutention Elles peuvent être également transportées à l'état totalement démonté, dans des conteneurs relativement petits, puis assemblées sur le site o elles doivent être installées. Mais l'un des problèmes des antennes à grille est posé par la durée nécessaire aux nombreuses étapes impliquées par l'assemblage de ces antennes Une antenne à grille est constituée par un très grand nombre de pièces, y compris les douzaines de tiges formant la grille réfléchissante Les opérations d'assemblage qui prennent du temps augmentent le coût de l'antenne, qu'elle soit assemblée sur le site de sa fabrication ou sur le site de son installation Les opérations d'assemblage compliquées rendent ces antennes peu attrayantes pour certains clients, et peuvent nécessiter la présence d'un personnel spécialement formé sur le site de l'installation. Résumé de l'invention Un but principal de la présente invention est donc de fournir une antenne à micro-ondes du type à grille améliorée qui puisse être assemblée rapidement et facilement même par un personnel non formé. Un but de l'invention qui lui est lié est de fournir une antenne à microondes du type à grille améliorée qui soit relativement peu coûteuse à assembler, que ce soit sur le site de sa fabrication ou sur le site de son installation. Un autre but de l'invention est de fournit une antenne à micro- ondes du type à grille améliorée comprenant un nombre relativement limité de pièces. Un autre but encore de l'invention est de fournir une antenne à microondes du type à grille améliorée pouvant être facilement adaptée pour fonctionner sur une fréquence désirée quelconque. Un autre but de l'invention est de fournir une antenne à micro- ondes du type à grille améliorée qui protège les composants non métalliques vis-à-vis d'une exposition au soleil. Un autre but de l'invention est de protéger les bandes isolantes en matière plastique d'une exposition à la lumière solaire en les enfermant dans des profilés à canalisation. L'invention propose également un procédé de montage d'une telle antenne. Selon la présente invention, les buts qui précèdent sont atteints en proposant une antenne à micro-ondes du type à grille comprenant une multiplicité de tiges conductrices généralement parallèles, dont chacune est incurvée le long de sa longueur pour former une section d'un paraboloïde de manière que lorsque toutes les tiges sont positionnées parallèlement les unes et autres et espacées les unes des autres, elles forment un réflecteur paraboloïdal, et un pourtour comprenant des éléments d'isolation pour recevoir et maintenir les extrémités des tiges et positionner les tiges en Les maintenantespacées et parallèles Les unes par rapport aux autres Le pourtour forme une canalisation pour recevoir les extrémités des tiges et une bande isolante fixée au pourtour recouvre l'entrée de la canalisation La bande isolante comprend de multiples trous pour recevoir les extrémités des tiges dans la canalisation de manière que la bande maintienne les tiges selon l'écartement désiré Une arche de support s'étend à travers les portions centrales des tiges, orthogonalement par rapport aux tiges, et est reliée à ses extrémités opposées au pourtour Une bande isolante est fixée à l'arche et comprend de multiples trous pour faire passer les tiges dans la bande de manière que la bande maintienne les portions centrales des tiges selon l'écartement désiré entre elles. En ce qui concerne le procédé de montage, il se caractérise par l'insertion des tiges selon l'ordre désiré dans des trous espacés d'une première bande isolante s'étendant orthogonalement auxdites tiges, l'ensemble de trous de la première bande isolante suivant le contour désiré du réflecteur paraboloïdal, l'insertion des extrémités des tiges sur un côté de l'ensemble dans des trous espacés d'une seconde bande isolante et dans une cavité formée par une première section de pourtour, la seconde bande isolante étant fixée à la première section de pourtour; l'insertion des extrémités des tiges sur l'autre côté de l'ensemble dans des trous d'une troisième bande isolante et dans une cavité formée par une seconde section de pourtour, la première bande isolante étant fixée à la seconde section de pourtour; et la jonction desdites première et seconde sections de pourtour l'une à l'autre et à ladite première bande isolante. L'invention va maintenant être décrite plus en détail mais sans caractère limitatif en se référant aux dessins annexés dans lesquels: La figure l est une vue en perspective d'une antenne à grille mettant en oeuvre la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective de l'une des sections de pourtour de l'antenne de la figure 1; la figure 3 est une vue de face en éLévation de L'ensemb Le du pourtour montrant la façon dont les quatre sections du pourtour sont assemblées; la figure 4 est une vue en élévation arrière de l'antenne de la figure 1; la figure 5 est une vue en plan de l'arche de support horizontale de l'antenne, vue à partir de la figure 4; la figure 6 est une vue en coupe agrandie selon la ligne 6-6 de la figure 2; et la figure 7 est une vue en coupe agrandie selon la ligne 7-7 de la figure 4. Description détaillée du mode de réalisation préféré Alors que l'invention est susceptible de diverses modifications et variantes, des modes de réalisation spécifiques de celle-ci ont été montrés à titre d'exemples sur les dessins et vont maintenant être décrits en détails On comprendra cependant qu'il n'est pas prévu de limiter l'invention aux formes particulières décrites, mais qu'au contraire l'invention doit couvrir toutes les modifications, équivalences et variantes qui sont dans les limites de l'esprit et du champ d'application de l'invention tels qu'ils sont définis dans les revendications annexées. En se reportant maintenant aux dessins et en se référant d'abord à la figure 1, celle-ci montre une antenne à micro-ondes du type à grille 10 dans laquelle un ensemble ou réseau de tiges conductrices parallèles 11, réalisées typiquement en aluminium, forment une surface réfléchissante paraboloïdale pour une énergie à micro-ondes Les tiges 11 sont maintenues en place par un pourtour rigide 12 entourant l'ensemble de tiges,etpar une arche desupport centrale 13 s'étendant diamétralement en travers du pourtour pour fournir un support additionnel aux portions centrales des tiges 11 Une seconde arche de support 14 s'étend diamétralement en travers du pourtour, orthogonalement par rapport à l'arche 13. Chacune des tiges Il est incurvée de manière à former une section de la surface paraboloïdale Quand les tiges 11 sont correctement assemblées pour former un réseau parallèle, l'ensemble du réseau définit une surface réfléchissante paraboloïdale Ainsi que cela est bien connu, l'espace entre tiges adjacentes doit être en relation avec la longueur d'onde des signaux à micro-ondes à la fréquence de fonctionnement de l'antenne. Naturellement, on comprendra que l'antenne 10 représentée est conçue pour être utilisée avec une monture appropriée fixée à l'arrière pour maintenir l'antenne sur une tour 15 ou autre structure élevée Un dispositif d'alimentation classique 16 est également prévu sur le côté avant de l'antenne pour émettre l'énergie à micro-ondes et/ou pour recevoir l'énergie à micro-ondes du réflecteur formé par le réseau de tiges parallèles Il. Comme on peut le voir aux figures 2 et 7, le pourtour 12 comprend une bande isolante 20 pour recevoir et maintenir les extrémités des tiges Il selon l'écartement et le parallélisme désirés. Cette bande isolante 20 est contenue à l'intérieur d'une paire de gorges opposées 21 et 22 s'étendant le long des bords opposés de l'entrée d'une canalisation en forme de U 23 formée par le pourtour (voir figures 6 et 7) La bande 20 recouvre ainsi l'ensemble de la canalisation 23, mais une série de trous espacés 20 a de La bande admettent Les tiges 11 dans la canalisation Une seconde-bande isolante 24 est contenue dans une seconde paire de gorges 25 et 26 dans le fond de la canalisation en forme de U 23 Comme on peut le voir à la figure 7, l'extrémité de chaque tige conductrice 11 s'étend dans la canalisation 23 en passant par la bande isolante 20, et la seconde bande isolante 24 empêche les extrémités des tiges d'établir un contact électrique avec le fond de la canalisation, qui fait partie de la paroi externe du pourtour 12 La bande isolante 20 sert à maintenir les extrémités des tiges Il dans les positions désirées les unes par rapport aux autres et dans le même temps à constituer une isolation électrique entre les tiges. Le pourtour 12 peut être initialement formé sous forme d'un élément extrudé en aluminium, comme on peut le voir par la vue en coupe du profilé à la figure 6 Dans la structure représentée, le pourtour 12 est formé par quatre sections 12 a, 12 b, 12 c et 12 d, dont chacune forme le quart du pourtour circulaire Chaque section de pourtour comprend une paire de brides de liaison 17 et 18 soudées sur ses côtés opposés de manière que les sections de pourtour puissent être fixées les unes aux autres par des boulons insérés dans des trous constitués dans chacune des brides 17 et 18 Les bandes isolantes 20 et 24 peuvent être insérées dans chaque section de pourtour par des fentes 17 a, 17 b (figure 2) de la bride 17 quand les deux brides ont été soudées à la section de pourtour. Comme on peut le voir à la figure 2, les trous 20 a de la bande isolante 20 se modifient graduellement depuis des fentes circulaires en des fentes de plus en plus allongées dont les extrémités sont arrondies pour s'adapter à l'angle d'intersection qui varie entre les tiges arquées 11 et la bande 20 autour de la circonférence de l'antenne On comprendra que les bandes diélectriques 20 des quatre sections de pourtour soient toutes interchangeables entre elles, comme le sont les quatre sections de pourtour avant que les bandes isolantes et 24 aient été insérées Naturellement, l'interchangeabilité simplifie fortement les procédés de fabrication et de stockage. Si on se reporte ensuite aux figures 4 et 5, l'arche de support 13 s'étend diamétralement en travers du pourtour 12 dans une direction perpendiculaire aux tiges 11 Cette arche 13 est incurvée de manière à suivre de façon générale le contour paraboloïdal formé par l'ensemble du réseau de tiges 11, et est fixée à ses extrémités opposées au pourtour 12 Une bande isolante 31 comprenant de trous destinés au passage -des tiges conductrices 11 est fixée à l'arche et en fait saillie vers l'avant La bande 31 maintient ainsi les portions centrales des tiges 11 selon l'écartement désiré entre elles tout en maintenant une isolation électrique entre tiges adjacentes. Comme on peut le voir à la figure 5, les extrémités de l'arche 13 sont équipées de plaques de montage 32 et 33 Chacune de ces plaques 32 et 33 comprend quatre trous qui sont en alignement avec les trous des brides de liaison 17 et 18 des sections de pourtour Pendant l'assemblage, les plaques 32 et 34 sont simplement positionnées entre deux des paires conjuguées de brides 17, 18 des sections de pourtour et fixées à celles-ci par les mêmes boulons qui fixent les sections de pourtour les unes aux autres. La seconde arche de support 14 (figures 1 et 4) s'étend diamétralement en travers du pourtour 12 dans une direction qui est orthogonale à l'arche 13, c'est-à-dire parallèle aux tiges 11 La seconde arche 14 est située à l'arrière de l'arche 13 et est fixée au pourtour 12 de la même manière que l'arche 13 L'arche 14 ne supporte pas directement les tiges conductrices Il mais est plutôt utilisée pour renforcer le pourtour 12 et l'ensemble de la structure de l'antenne. La structure illustrée facilite considérablement l'assemblage de l'antenne à grille 10 car les tiges sont typiquement numérotées lors de leur fabrication de manière que l'assembleur n'ait besoin que d'insérer les tiges à travers la bande isolante centrale 31 selon leur ordre numérique Les quatre sections de pourtour 12 a-12 d sont alors insérées sur les extrémités de tiges, comme montré à la figure 3, puis amenées en butée les unes avec les autres et reliées rigidement ensemble en boulonnant les brides d'extrémité 17 et 18. Un autre avantage significatif de la structure fournie par l'invention est que l'antenne peut être facilement adaptée pour être utilisée à différentes fréquences sans modifier l'une quelconque des pièces métalliques à l'exception des tiges 11 Comme mentionné précédemment, l'espace entre les tiges Il est fonction de la fréquence de fonctionnement, et cet espacement peut être facilement modifié en utilisant simplement des bandes isolantes 20, 24 et 31 différentes pour recevoir un jeu différent de tiges 11 Les sections de pourtour 12, les arches 13 et 14 et les divers éléments utilisés pour interconnecter ces éléments peuvent être les mêmes pour toutes les fréquences de fonctionnement. A l'état complètement assemblé, on peut voir que chacune des tiges conductrices Il est supportée par une bande isolante 20 à chaque extrémité, et par la bande diélectrique 31 en son centre Chaque tige "flotte" dans ces bandes isolantes, mais y est maintenue captive par la paroi externe du pourtour 12 qui forme la base de la canalisation 23. REVENDICATIONS 1 Antenne à micro-ondes du type à grille ( 10) comprenant une multiplicité de tiges conductrices ( 11) généralement parallèles, dont chacune est incurvée le long de sa longueur pour former une section d'un paraboloïde de manière que lorsque toutes les tiges sont positionnées parallèlement les unes et autres et espacées les unes des autres, elles forment un réflecteur paraboloïdal, et un pourtour ( 12) comprenant des éléments d'isolation ( 20, 24) pour recevoir et maintenir les extrémités des tiges et positionner les tigesen Lesmaintenant espacéeset para Llèles les unes par rapport aux autres. 2 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 2, dans laquelle le pourtour forme une canalisation ( 23) pour recevoir les extrémités desdites tiges ( 11) et une bande isolante ( 20) fixée au pourtour recouvre l'entrée de la canalisations ladite bande isolante comprenant de multiples trous ( 20 a) pour recevoir les extrémités desdites tiges dans la canalisation de manière que la bande maintienne les tiges selon l'écartement désiré. 3 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 2, dans laquelle la paroi de fond interne de ladite canalisation ( 23) est recouverte d'un matériau isolant ( 24) pour empêcher un contact électrique avec les extrémités des tiges. 4 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 1, qui comprend au moins une arche de support ( 13) s'étendant à travers des portions centrales desdites tiges, orthogonalement par rapport auxdites tiges, et est reliée à ses extrémités opposées audit pourtour ( 12), et une bande isolante ( 31) fixée à ladite arche et comprenant de multiples trous pour faire passer les tiges dans la bande de manière que ladite bande maintienne les portions centrales desdites tiges ( 11) selon l'écartement désiré entre elles. 5 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 1, dans laquelle ledit pourtour ( 12) comprend au moins deux profilés arqués dont chacun ne forme pas plus de la moitié dudit pourtour. 6 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication , qui comprend des moyens de connexion ( 17, 18) aux extrémités de chaque section de pourtour pour connecter rigidement les sections de pourtour les unes aux autres. 7 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 1, dans laquelle ledit pourtour ( 12) comprend quatre sections ( 12 a-d), dont chacune forme un quart du pourtour. 8 Antenne à micro-ondes du type à grille selon la revendication 1, dans laquelle ledit pourtour ( 12) est un élément extrudé en aluminium. 9 Procédé pour assembler une antenne à micro-ondes du type à grille comprenant un réflecteur paraboloïdal formé par un ensemble de tiges conductrices parallèles, ledit procédé comprenant: l'insertion desdites tiges selon l'ordre désiré dans des trous espacés d'une première bande isolante s'étendant orthogonalement auxdites tiges, l'ensemble de trous de ladite première bande isolante suivant le contour désiré dudit réflecteur paraboloïdal, l'insertion des extrémités desdites tiges sur un côté de l'ensemble dans des trous espacés d'une seconde bande isolante et dans une cavité formée par une première section de pourtour, ladite seconde bande isolante étant fixée à ladite première section de pourtour; l'insertion des extrémités desdites tiges sur l'autre côté de l'ensemble dans des trous d'une troisième bande isolante et dans une cavité formée par une seconde section de pourtour, ladite première bande isolante étant fixée à ladite seconde section de pourtour; et la jonction desdites première et seconde sections de pourtour l'une à l'autre et à ladite première bande isolante. 10 Procédé selon la revendication 9, dans lequel ladite première bande isolante est fixée à une arche de support qui s'étend diamétralement en travers et est fixée au pourtour de l'antenne. 11 Procédé selon la revendication 9, dans lequel lesdites cavités sont formées par des canalisations dans lesdites première et seconde sections de pourtour, et les parois desdites canalisations qui sont opposées aux extrémités des tiges conductrices qui y sont insérées sont recouvertes d'un matériau isolant.