Brevet FR2700068A1 — publié le 19940701

Antenne en ondes décamétriques comportant, dans un même plan vertical, une nappe de doublets et des câbles d'alimentation des doublets. La présente invention se rapporte aux antennes travaillant en ondes décamétriques et comportant une ou plusieurs nappes verticales de doublets horizontaux et des câbles d'alimentation pour alimenter les doublets de ces nappes. II est connu, en radiodiffusion, d'employer des antennes d'émission comportant au moins un réseau de doublets horizontaux disposés en lignes et en colonnes pour former une nappe ou rideau vertical d'éléments rayonnants. A cette nappe de doublets est associé un réflecteur plan disposé derrière la nappe, dans un plan parallèle à celui de la nappe et constitué par une grille de fils. Ces antennes connues comportent, entre la nappe et le réflecteur, un troisième plan dans lequel passent les câbles d'alimentation destiné à l'alimentation des doublets. Chacun de ces trois plans est fixé sur la structure portante de l'antenne qui peut comporter un mât vertical et des poutres horizontales, fixées en leur milieu sur le mât dans le cas d'antennes toumantes, ou deux pylônes supports dans le cas d'une antenne fixe. II est à noter que ces antennes peuvent être doubles: deux nappes parallèles de doublets avec chacune leur alimentation et, entre elles, un réflecteur commun ou deux réflecteurs parallèles associés respectivement aux deux nappes. Ces antennes atteignent facilement 100 mètres de haut et 100 mètres de large. La nappe de dipôles, le réflecteur et les câbles d'alimentation doivent être fortement tendus de façon à ne pas se déformer sous l'effet du vent et donc à garder des caractéristiques électriques stables. Pour tendre ces plans verticaux il est connu d'utiliser des techniques classiques telles que suspensions caténaires et contrepoids. Cependant le montage de ces plans verticaux est une opération longue et difficile qui nécessite une main-d'oeuvre très qualifiée du fait, en particulier, des raccordements à effectuer entre la nappe de doublets et les câbles d'alimentation; ces raccordements ne peuvent en effet, être effectués avant de hisser et de tendre les nappes, pour des problèmes d'enchevêtrement et de risques de détérioration des dipôles. La présente invention a pour but d'éviter ou pour le moins de réduire ces inconvénients. Ceci est obtenu grâce à des câbles d'alimentation intégrés dans la nappe de doublets et qui participent au maintien des dipôles dans la nappe. Selon l'invention il est proposé une antenne en ondes décamétriques comportant une nappe de doublets disposés en lignes et en colonnes dans un plan vertical et un câble d'alimentation fait de deux éléments conducteurs à deux conducteurs chacun, pour alimenter la nappe de doublets, et dans laquelle les doublets sont maintenus dans la nappe à l'aide de câbles de maintien, caractérisée en ce que le câble d'alimentation est intégré au plan vertical où il constitue une partie des câbles de maintien. La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des figures ci-jointes qui se rapportent: - pour les figures 1 à 3, à une antenne selon l'art antérieur, - pour la figure 4, à une antenne selon l'invention. Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. La description qui suit se rapporte à des antennes à rideaux de doublets, de type HR4/4/0,5 c'est-à-dire, selon le Comité Consultatif International des Radiocommunications, à des antennes à polarisation horizontale (H), à réflecteur (R initiale du mot anglo-saxon REFLECTOR) avec 4 doublets demi-onde ou deux doublets onde entière par ligne, avec 4 lignes de doublets et avec une hauteur de la plus basse des lignes de doublets égale à 0,5 fois la longueur d'onde moyenne de travail de l'antenne; dans les exemples décrits les doublets sont des doublets onde entière.De plus, pour simplifier les explications les antennes prises à titre d'exemples sont des antennes où les dipôles sont alimentés en phase ; les modifications à apporter pour réaliser des alimentations non en phase ou pour passer à des nappes de dipôles présentant une configuration différente de la configuration 4/4 avec dipôles onde entière ou demi-onde, sont du domaine de l'homme du métier et ne feront donc pas l'objet d'un complément de description. Les éléments d'antenne qui sont dessinés sur les figures 1, 2 et 4 présentent un axe de symétrie vertical, respectivement X1X1, X2X2 et XX, ce qui a permis de réduire les dessins en ne montrant que la partie de ces éléments située à droite de l'axe de symétrie. Sur les différentes figures les câbles isolants et les isolateurs souples ou rigides autres que certaines boucles représentées sur la figure 4, ont été symbolisés par des alignements de petites croix, quant aux dipôles ils ont été représentés en traits forts; pour ces câbles isolants il est à noter que, de manière classique, ils sont soit totalement isolants soit constitués de tronçons conducteurs séparés par des tronçons isolants. La figure 1 est une vue schématique de face, de la partie droite du réseau de doublets d'une antenne rideau de type HR4/4/0,5. Sur cette figure sont représentés quatre doublets horizontaux onde entière, D1 à D4, faits chacun de deux demi-doublets D11, D12 à D41, D42, et disposés dans un plan vertical, sur quatre lignes parallèles et selon deux colonnes verticales de demi-doublets.Les doublets de la nappe sont maintenus à l'intérieur d'une sorte de cadre dont la partie représentée sur la figure 1 forme une ligne brisée PQRS; le segment PQ est constitué par une suspension caténaire faite d'un câble isolant Cc; le segment QR est lui aussi fait d'un câble isolant Cv tandis que le segment RS est constitué par le doublet D1 de la ligne inférieure de doublets et par des isolateurs JO, J1, J2 qui relient respectivement le doublet D1 à son symétrique par rapport à l'axe X1X1, les demi-doublets D11 et D12 et le doublet D1 au point R. Les trois autres lignes de doublets, telles que celle constituée par le dipôle D3 et son dipôle symétrique par rapport à l'axe, sont associées, comme la ligne inférieure de doublets, à des isolateurs; elles forment à l'intérieur du cadre des sortes de nervures horizontales qui contribuent au maintien de la nappe de doublets. Sur la figure 1 apparaît également un câble isolant vertical, Cm, qui est accroché aux isolateurs reliant les deux demi-doublets des doublets D2 à D3.Entre les demi-doublets Dli, D21, D12, D22, D31, D41, D32, D42 quatre éléments conducteurs à un seul conducteur chacun servent à la fois à relier électriquement deux doublets formant une paire de doublets et à participer au maintien mécanique vertical de la nappe de doublets; les doubles accès situés au milieu de ces éléments conducteurs et sur lesquels est branché le câble d'alimentation qui sera décrit à l'aide des figures 2 et 3, portent les références Z2 et Z3. Le milieu du doublet D4 est accroché par des isolateurs sur le câble caténaire Cc; des deux points de liaison entre le doublet D1 et l'isolateur J1, partent deux haubans Hi, H2, constitués par des câbles isolants fixés au sol à leur extrémité inférieure; ces haubans servent à tendre la nappe de doublets.Un autre hauban H3, constitué par un câble isolant fixé entre le point R et le sol contribue également à tendre la nappe de doublets. Les haubans H1, H2, H3 tendent la nappe de doublets vers le sol alors qu'un câble isolant, Cd, tend cette nappe vers le haut; il est fixé, à sa première extrémité, au point Q, il soutient une masse Md à sa seconde extrémité et il passe sur une poulie Pd d'axe horizontal; la poulie Pd est montée en rotation sur la structure portante, non représentée, de l'antenne. La figure 2 est une vue schématique de face, de l'ensemble porteur sur lequel sont accrochés les câbles d'alimentation destinés à alimenter les doublets représentés sur la figure 1. Cet ensemble porteur est disposé dans un plan entre la nappe de doublets représentée sur la figure 1 et le réflecteur, non représenté, de l'antenne et le plan de l'ensemble porteur est parallèle à celui de la nappe d doublets et à celui du réflecteur. L'ensemble porteur destiné aux câbles d'alimentation comporte, comme la nappe selon la figure 1, une sorte de cadre rectangulaire dont la partie représentée sur la figure 2 a pour bords le sol, une ligne verticale TU partant d'un point T situé au niveau du sol et une ligne horizontale UV. La ligne UV est constituée par un câble isolant, Ce. La ligne TU est constituée successivement, à partir du point T, par un hauban Ha qui, arrivé en un point B, se dédouble en deux haubans isolants Hb, Hc pour atteindre un double accès Y2, par un câble à deux éléments conducteurs, à deux conducteurs chacun, entre le double accès Y2 et un double accès Y3, et par deux câbles isolants Al, A2 qui partent du double accès Y3 pour rejoindre le point U. Du point U part également un câble isolant Cf; le câble Cf retient, à sa seconde extrémité, une masse Ma et passe sur une poulie Pa d'axe horizontal; la poulie Pa est montée en rotation sur la structure portante, non représentée, de l'antenne. La figure 2 montre également un câble de même constitution que le câble conducteur qui relie les doubles accès Y2 et Y3; ce câble est connecté électriquement en un double accès Y1, au milieu du câble conducteur reliant Y2 et Y3 et descend jusqu'au point B où il est accroché à la liaison isolante entre les haubans Ha, Hb, Hc. La figure 3, qui est une vue de côté des câbles reliant le point T à la poulie Pa en passant par le point U, montre que le câble qui rejoint les doubles accès Y2 Y3 se prolonge horizontalement jusqu'en deux doubles accès constitués par les doubles accès Z2, Z3 déjà décrits à l'aide de la figure 1. L'ensemble des câbles reliant le point B aux doubles accès Z2 Z3 constitue ce qui peut être appelé le câble d'alimentation C'a de l'antenne dont les doublets sont représentés sur la figure 1; au point B ce câble présente un double accès destiné à la connexion avec un câble, non représenté, provenant d'un dispositif, non représenté, d'alimentation. II est à remarquer que la comparaison des vues du câble C'a selon les figures 2 et 3, qui sont respectivement des vues de face et de côté, montre que ce câble est constitué de deux éléments conducteurs avec chacun deux conducteurs: - sur la figure 2 les deux éléments conducteurs apparaissent mais l'un derrière l'autre si bien qu'ils sont chacun représentés par une ligne - sur la figure 3 un seul des deux éléments conducteurs apparaît, le second est caché derrière. II est à noter que, pour simplifier le dessin, les courts-circuits qui relient de place en place les deux conducteurs parallèles d'un même élément conducteur de C'a n'ont pas été représentés sur la figure 3. Le câble d'alimentation Ca qui apparaît sur la figure 4 est constitué du même type d'éléments conducteurs que le câble C'a des figures 2 et 3. La figure 4 est une vue schématique qui montre comment, selon l'invention, la nappe de doublets de la figure i et son câble d'alimentation selon les figures 2 et 3, peuvent être modifiés pour ne plus constituer qu'un seul plan Dans cette réalisation différents éléments de la réalisation selon les figures 1 à 3 sont réutilisés, en particulier: la structure portante et le réflecteur, non représentés, de l'antenne, les dipôles D1 à D4, le câble isolant Cd avec la masse Md et la poulie Pd et les haubans H1 à H3.La moitié de la nappe de doublets représentée à droite de l'axe de symétrie xx est limitée par une ligne brisée FGKL dont la partie KL est formée du doublet D1 et de trois isolateurs NO, N1, N2; ces isolateurs dessinés, ainsi que d'autre du même type, comme des boucles plates, sont des isolateurs-sangles constitués de sangles souples d'environ trois centimètres de largeur, refermées sur elles-mêmes et obtenues par bobinage d'un fil en matière synthétique très résistante sur un cylindre de diamètre donné, puis par enrobage dans une résine; de tels isolateurssangles ont été choisis pour leur souplesse et leur résistance, ils sont commercialisés en différentes dimensions. La partie KG est constituée, dans sa moitié inférieure, par une portion d'un câble d'alimentation, Ca, destiné à l'alimentation des dipôles D1 à D4, puis successivement, dans sa partie supérieure, d'un isolateursangle N6 et d'un câble isolant Cf; le câble Cf est relié en G au câble Cd. La partie GF est formée du doublet D4, de trois isolateurssangles et d'un câble isolant Cg qui, à l'une de ses extrémités, est fixé au point G. Dans cette réalisation il est à remarquer que le doublet D4 constitue une partie de la suspension caténaire comprise entre F et G mais qu'une suspension caténaire plus classique, du genre, par exemple, de celle selon la figure i aurait pu être utilisée. Par rapport à la réalisation selon la figure 1, la réalisation selon la figure 4 emploie des isolateurs-sangles N3, N4 dans la partie haute des haubans Hi, H2; quant au hauban qui relie le point K au sol, il comporte, du bas vers le haut, un hauban isolant H3, un isolateur-sangle N5 et une partie du câble Ca d'alimentation des doublets ; le câble d'alimentation, Ca, provient d'une source, non représentée, située au pied de l'antenne. Le câble Ca, après qu'il soit arrivé sensiblement à mi-hauteur des doublets D2, D3 et ait été fixé à l'isolateur-sangle N6, suit un trajet à équidistance des doublets D2 et D3 jusqu'à un double accès Y1 où il se divise en deux pour d'une part aller s'accrocher sur l'isolateur-sangle propre à D3 et remonter jusqu'à un double accès Y3 situé à mi-distance des doublets D3, D4 et d'autre part aller s'accrocher sur l'isolateur-sangle propre à D2 et descendre jusqu'à un point Y2 situé à mi-distance des doublets D1, D2. Des doubles accès Y2 et Y3 partent des éléments conducteurs à un seul conducteur, pour faire la jonction électrique entre les paires de doublets D1-D2 d'une part et D3-D4 d'autre part.Une nervure verticale est ainsi constituée pour tendre le rideau de doublets vers le sol; elle comporte du bas vers le haut: les haubans isolants H1, H2, les isolateurs-sangles N3, N4, les liaisons entre le doublet D1 et le double accès Y2, le câble d'alimentation Ca dans sa partie reliant Y2 à Y3 et les liaisons entre le double accès Y3 et le doublet D4. La figure 4 amène à faire deux remarques. Les doublets ne sont pas parfaitement horizontaux, du fait de l'utilisation du doublet supérieur dans la suspension caténaire mais les caractéristiques électriques de l'antenne n'en sont pas sensiblement modifiées. Et, du point de vue mécanique, le rideau de doublets et son câble ne requièrent par une main-d'oeuvre très qualifiée pour leur montage sur la structure portante étant donné que ce montage se résume à fixer les haubans au sol et à hisser, à l'aide de deux poulies, un rideau souple totalement préassemblé, connexions électriques entre câbles d'alimentation et doublets comprises. REVENDICATIONS 1. Antenne en ondes décamétriques comportant une nappe de doublets (D1-D4) disposés en lignes et en colonnes dans un plan vertical et un câble d'alimentation (Ca) fait de deux éléments conducteurs à deux conducteurs chacun, pour alimenter la nappe de doublets, et dans laquelle les doublets sont maintenus dans la nappe à l'aide de câbles de maintien (Ca, Cf, Cg), caractérisée en ce que le câble d'alimentation (Ca) est intégré au plan vertical où il constitue une partie des câbles de maintien. 2. Antenne selon la revendication 1, dans laquelle les doublets d'une même ligne sont constitués d'éléments rayonnants successifs (D11, D12) séparés par des isolateurs (NO, N1), caractérisée en ce que les isolateurs sont constitués par des sangles isolantes souples. 3. Antenne selon l'une des revendications précédentes, dans laquelle la partie supérieure de la nappe est constituée par une suspension caténaire, caractérisée en ce que la suspension caténaire est formée par la ligne supérieure de doublets (D4). 4. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que la nappe et le câble d'alimentation (Ca) forment un ensemble pré-assemblé, en ce que l'antenne comporte une structure porteuse avec des poulies (Pd) et des câbles isolants (Cd) pour permettre de hisser l'ensemble pré-assemblé sur la structure. 5. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que les câbles isolants (Cd), pour permettre de hisser l'ensemble pré-assemblé, ont une première extrémité fixée à l'ensemble pré-assemblé et une seconde extrémité fixée à une masse (Md).