Brevet FR2717310A1 — publié le 19950915

1. La présente invention concerne des antennes qui sont électriquement petites et sont portées à la résonance par chargement avec une réactance. On décrit souvent de telles antennes par l'expression "antennes5 pour ligne de transmission". Par "électriquement petit", on entend que la longueur de l'antenne est petite par rapport à 1/2 ou 1/4 de la longueur d'onde (À) du signal à transmettre, c'est-à-dire petite par rapport à un dip6le quart d'onde ou monopole quart d'onde. Par exem- ple, une antenne de X/10 de longueur serait considérée cormmne électriquement petite. La présente invention concer- ne principalement les antennes VHF. La Hula Hoop qui est une antenne ayant la forme d'un hula hoop d'enfant est un exemple connu d'antenne électriquement petite accor- dée à l'une de ses extrémités par un condensateur. La figure 1 représente un agencement typique connu d'une antenne 10 de ligne de transmission. Dans cet 2. exemple, une alimentation en shunt 12 est utilisée pour adapter l'antenne à son émetteur. Un condensateur va- riable 14 placé en parallèle à l'extrémité ouverte de la ligne de transmission sert à accorder l'antenne 10. Lorsqu'une antenne est destinée à fonctionner dans une vaste gamme de fréquence et à une puissance éle- vée, le condensateur de charge doit traiter des courants élevés et peut devoir être du type variable à remplissa- ge de gaz ou sous vide. De tels composants peuvent être O10 réglés très précisément mais nécessitent une attaque mécanique et ne peuvent être accordés très rapidement. La précision nécessaire dans le réglage d'un tel compo- sant empêche sont remplacement par un groupe de conden- sateurs et commutateurs fixes, car il n'est pas possi- ble de fournir des condensateurs fixes suffisamment pe- tits, généralement d'une capacité aussi faible que 0,1 picofarad, pour permettre l'obtention du degré de préci- sion requis. On sait également fournir un agencement d'ac- cord dans une antenne de ligne de transmission consti- tué de plusieurs condensateurs variables placés sur la longueur de l'antenne et connectés en série. Cet agence- ment connu s'est avéré peu pratique - en particulier il est difficile d'accéder aux condensateurs pour l'accord. Selon la présente invention, on prévoit une antenne comportant une multitude de composants réactifs connectés en parallèle et espacés les uns des autres sur la longueur de l'antenne, les composants réactifs étant associés à des moyens de commutateur permettant d'intro- duire dans le circuit certains commutateurs sélectionnés. De préférence, les composants réactifs compren- nent des condensateurs de valeur fixe. L'agencement défini ci-dessus peut être conçu pour fournir plusieurs bandes de fonctionnement, étroi- tes, se chevauchant qui recouvrent la gamme complète 3. de fréquence d'une antenne particulière. On décrira maintenant des modes de réalisation particuliers de la présente invention, en liaison avec les figures 2-5 des dessins d'accompagnement, chacun représentant une antenne selon un mode de réalisation différent de la présente invention. En figure 2, une antenne de ligne de transmis- sion sous forme de monopole est représentée dans ses grandes lignes par la référence 15 et comporte une ali- mentation en shunt 16. Un groupe de condensateurs C1 - Cn sont connectés en parallèle entre la partie horizontale de 1' antenne 15 et la masse par des commutateurs S1 - Sn. Chaque condensateur en même temps que ses fils verticaux connectés fournit une réactance constituée d'éléments capacitifs et inductifs, la réactance nette étant capa- citive. Les séparations électriques e] - On des conden- sateurs sont indiquées en figure 2, c'est-à-dire la sépa- ration de chaque paire de condensateurs en termes de lon- gueurs d'onde (X) du signal transmis, à savoir 0 = 2TL/ o L est la longueur physique de l'antenne. En utilisa- tion, des commutateurs différents S1 - Sn sont choisis pour accorder l'antenne en fonction de la fréquence du signal transmis. En pratique,la sélection de commutateurs indi- viduels ou de combinaisons des commutateurs Si - Sn peut être commandée par ordinateur. En variante, on peut obtenir la sélec- tion des commutateurs par un système de commande utili- sant des mesures RF. Si tous les condensateurs C1 - C sont de va- leur égale, ceux qui sont le plus près de l'extrémité d'alimentation de l'antenne 15 auront un effet moins grand dans la réduction de la fréquence de résonance que ceux se trouvant à l'extrémité ouverte de l'antenne. Par conséquent, on peut obtenir une précision plus gran- de en plaçant des condensateurs près de l'extrémité d'alimentation de l'antenne et il peut s'avérer 4. souhaitable que les condensateurs soient connectés à la partie verticale de l'antenne, comme cela est repré- senté en figure 3. La présente invention peut également s'appli- quer à des antennes qui ne sont pas rectilignes, telles que l'antenne en forme d'arc illustrée en figure 4, ou l'antenne hélicoidale représentée en figure 5 dont le sommet a une forme hélicoidale. On comprendra qu'on peut utiliser des agence- ments d'adaptation autres que les alimentations en shunt illustrées dans les schémas dans les antennes de la pré- sente invention. De plus, l'antenne peut être de forme équilibrée aussi bien que de forme non équilibrée comme cela est illustré dans les schémas. Les condensateurs C1 - Cn peuvent avoir des capacités différentes et les séparations électriques a - On peuvent être modifiées comme on le souhaite. La présente invention a l'avantage qu'elle permet un accord très rapide d'une antenne, par exemple, si cela est nécessité par les radios hertziennes utilisées dans les applications militaires. La présente invention n'est pas limitée aux exemples de réalisation qui viennent d'être décrits, elle est au contraire susceptible de modifications et de va- riantes qui apparaîtront à l'homme de l'art. 5. REVENDICATIONS 1 - Antenne (15) comprenant une multitude de compo- sants réactifs connectés en parallèle et espacés les uns des autres sur sa longueur, et des moyens de commu- tateurs (S1.... Sn) associés aux composants réactifs pour permettre de mettre en circuit certains d'entre eux qui ont été sélectionnés. 2 - Antenne (15) selon la revendication 1, caracté- risée en ce que les composants réactifs comprennent des condensateurs de valeur fixe (C1... Cn). 3 - Antenne (15) selon la revendication 1 ou la re- vendication 2, sous forme d'une antenne de ligne de trans- mission.