Brevet FR2851694A1 — publié le 20040827

ANTENNE A COMMANDE ELECTRIQUE DU D POINTAGE L'invention concerne une antenne de radiocommunication pour station de base de réseaux de radiotéléphonie cellulaire, et plus particulièrement antenne à dépointage électrique variable. On appelle " tilt " l'angle que fait dans le plan vertical la direction du maximum de rayonnement de l'antenne par rapport à l'horizontale. Cet angle correspond à un dépointage du lobe de rayonnement, en général provoqué vers le bas. L'angle de " tilt " peut être commandé mécaniquement 10 lorsque l'antenne est installée avec une inclinaison par rapport à la verticale. Cet angle peut être commandé électriquement lorsque la structure interne de l'antenne prévoit des déphasages électriques entre les signaux alimentant les différentes sources élémentaires internes à l'antenne, combinées pour obtenir le 15 rayonnement désiré dans le plan vertical. Le tilt à commande électrique ou " tilt électrique " était jusqu'à une période récente un paramètre fixe de l'antenne. Cependant, une nouvelle génération d'antennes existe maintenant qui offre la possibilité de modifier le tilt 20 électrique d'une antenne pour offrir aux opérateurs de réseaux cellulaires un paramètre supplémentaire pour le réglage et l'optimisation des cellules. B10991 La variation de l'angle de tilt électrique se fait en disposant à l'intérieur de l'antenne un ou plusieurs déphaseurs variables. L'état actuel de la technique fait que la variation du déphasage est obtenue par déplacement mécanique de pièces 5 ayant une fonction électrique. Les agencements habituels de ces déphaseurs variables permettent de les entraîner tous ensemble au moyen d'un actionneur unique. Dans ces antennes à tilt électrique variable, on rencontre deux versions: - Les antennes dont la variation du tilt est manuelle, par une commande située sur l'antenne elle-même (antennes dites VET). En général, l'organe de commande est placé au bas de l'antenne et consiste soit en une tige à déplacer, soit en un élément à faire tourner. - Les antennes dont la variation du tilt peut être opérée à distance, par une commande déportée et une liaison de communication entre l'unité de commande et l'antenne elle-même (antennes dites RET). Au niveau de l'antenne un moteur électrique entraîne l'organe de commande et un capteur renseigne 20 l'unité de commande sur la position (par exeirple) de l'organe de commande pour gérer le tilt imposé à l'antenne. Les constructeurs prévoient en général que leurs antennes à commande manuelle (VET) peuvent être transformées en version contrôlable à distance (RET) par adjonction d'un boîtier 25 extérieur optionnel comportant entre autre le moteur et le capteur, qui s'engrène sur la commande manuelle. L'objet de l'invention consiste à réaliser une antenne à tilt électrique variable en rendant extractible un sousensemble totalement intégré dans l'antenne pour assurer la 30 transformation d'une antenne VET en une antenne RET et réciproquement. Ce sous-ensemble correspondra soit à la commande manuelle pour une antenne VET soit à la commande motorisée pilotable à distance pour une antenne RET. Les avantages d'une telle modularité par rapport à 35 l'adjonction d'un boîtier externe sont: - Aucune "excroissance" à la base d'une antenne transformée en version RET, de par ce module qui s'intègre à l'antenne. Cela évite l'aspect "verrue" que donne un boîtier externe à la base, et élimine la fragilité de l'ensemble antenne équipé de ce boîtier lors de l'installation sur le site. - Le capteur nécessaire à la commande à distance peut être directement connecté à l'actionneur interne des déphaseurs variables dans l'antenne, puisque ce module pénètre dans l'antenne, au lieu d'y être relié à travers l'organe de commande 10 manuelle déjà présent sur l'antenne. Cela évite la nécessité de prépositionner à la fois l'antenne et le boîtier extérieur sur une même valeur de tilt avant de les assembler l'un à l'autre. L'opération est plus simple et ne présente plus de source d'erreur. Elle peut même être envisagée sur site, c'est-à-dire 15 sans démonter l'antenne de son installation. - Le module en version RET inséré à l'antenne peut lui-même disposer toujours de la possibilité d'une commande manuelle, alors qu'un boîtier externe qui s'engrène sur la commande manuelle existante masque ainsi l'accès à cette 20 commande. La figure 1 représente un exemple d'antenne utilisée dans les stations de base de réseau cellulaire. Une telle antenne est installée verticalement (portée par une structure support genre pylône, directement par un mur, etc.). L'antenne est constituée d'une enveloppe 1, appelée radôme ou capot, fermée à ses extrémités par un capuchon supérieur 2 et par un capuchon inférieur 3. Ce capuchon inférieur 3 comporte un ou plusieurs connecteurs coaxiaux formant accès à l'antenne pour les signaux radio. D'autres formes de réalisation ou de disposition sont possibles. Une antenne à tilt électrique variable se distingue d'une antenne à tilt fixe par la présence de l'organe de commande de la variation du tilt électrique. La figure 1 représente ainsi une antenne dont le tilt électrique est 35 modifiable manuellement, avec les organes de réglage et de repérage du tilt électrique situés à sa base, ce qui est la disposition la plus habituelle. Sur cette figure 1, la pièce 5 de forme hexagonale, permet par rotation de modifier le tilt électrique de l'antenne. 5 Une tige 6 constitue l'organe de repérage; elle est mue à l'intérieur de l'antenne directement par l'actionneur des déphaseurs variables, et elle sort plus ou moins de l'antenne lorsque la pièce 5 est tournée sur elle-même. Cette tige 6 porte des traits de graduation qui permettent de repérer à quelle 10 valeur de l'angle de tilt se trouve réglée l'antenne au fur et à mesure de la rotation de la pièce 5 dans un sens ou dans l'autre. D'autres dispositions ou d'autres formes de l'organe de réglage et de l'organe de repérage sont possibles sans remise en cause du principe de modularité décrit plus loin. Deux vis 8 immobilisent la plaque 7 sur la pièce 3 solidaire de l'antenne. La plaque 7 supporte, à l'intérieur de l'antenne, un sous-ensemble transformant l'action sur la pièce 5 en un mouvement de l'actionneur des déphaseurs variables. Ce sous-ensemble peut être extrait de l'antenne en enlevant les vis 20 8 et en le désolidarisant de l'actionneur des déphaseurs variables en dévissant la tige 6 comme décrit plus loin. Un évidement dans la pièce 3 permet le passage de ce sous-ensemble vers l'extérieur, évidemment fermé par la plaque 7 lorsque tout est en place. La même antenne en version RET pilotable à distance est représentée par la figure 2. La différence réside dans la présence d'un connecteur 9 permettant d'apporter l'énergie nécessaire à la rotation du moteur et permettant d'échanger les signaux de commande issus d'une unité distante. Ces signaux 30 peuvent répondre à n'importe quel protocole ou spécification sans remettre en cause le principe exposé. Si un circuit électronique est nécessaire pour convertir ou interpréter les signaux échangés, ces circuits seront eux aussi fixés et/ou intégrés au sousensemble extractible tenu par la plaque 7. La figure 3 montre une réalisation du module extractible. Sur cette figure, la plaque 7 n'est pas en place. Le moteur, le capteur de position et les organes qui les lient au reste de la mécanique ne sont présents que dans un module RET. Une rotation de la pièce 5 fait tourner la vis 10 qui déplace linéairement la pièce 11 et l'équerre 12 fixée sur la pièce 11. Ce déplacement est ici linéaire car, dans cette réalisation de l'antenne, la conception des déphaseurs variables 10 est basée sur un mouvement linéaire pour les faire varier grâce à un moteur 15. L'actionneur de ces déphaseurs variables est une tige 13 qui porte en son extrémité une vis 14 qui elle même passe dans un trou de l'équerre 12. L'écrou qui immobilise l'ensemble 13 et 14 sur l'équerre 12 est la tige 6 décrite plus haut, constituée par un tube fileté à l'intérieur. Grâce à cette tige se vissant sur la vis 14, l'actionneur des déphaseurs variables est bien solidaire du mouvement des organes 11 et 12. C'est là que réside la possibilité de rendre le module extractible et échangeable avec un autre: l'accessibilité depuis l'extérieur (par la tige 6) de la désolidarisation entre la mécanique actionnante (10, 11,12) et l'actionneur 13. Lorsque la tige 6 est totalement dévissée, la vis 14 25 est suffisamment longue pour dépasser de la plaque 7. Cela permet d'engager facilement la tige 6 sur la vis 14 pour visser cette tige 6 et solidariser toute la mécanique actionnante. Cela permet aussi que, en extrayant le module VET ou 30 RET, cette vis 14 reste engagée dans l'organe 12 jusqu'à ce que l'organe 12 soit visible. De même, lorsqu'un autre module est mis en place, il est possible d'engager la vis 14 dans le trou prévu à cet effet dans l'organe 12 avant que l'organe 12 ne soit à l'intérieur de l'antenne, donc non visible ce qui rendrait cet 35 engagement délicat, voire impossible. Une fois le nouveau module totalement inséré, et après l'avoir immobilisé par les vis 8, la tige 6 est vissée sur la vis 14 rendant à nouveau l'ensemble mécanique solidaire et fonctionnel. La référence 16 est un détecteur de position du module VET ou RET. L'invention concerne de façon générale une antenne à tilt électrique variable dont la transformation entre une version à commande manuelle et une version à commande à distance 10 (ou réciproquement) s'opère par extraction d'un module interne à l'antenne et remplacement par un autre assurant la nouvelle fonctionnalité cherchée. Elle concerne de façon plus précise une antenne de radiocommunication, notamment pour station de base de réseau de 15 radiotéléphonie cellulaire, du type à dépointage à commande électrique à déphaseur comportant un organe dont le déplacement assure cette commande de déphasage, qui comprend: un moyen pour assurer la commande du déplacement de l'organe du déphaseur qui est connectable de façon amovible à un 20 bloc actionneur du type à moteur pour l'actionnement à distance, ou du type à actionnement manuel. Le moyen permettant la connexion amovible à un bloc actionneur comporte, par exemple, un détecteur de position permettant de déterminer la position d'un élément du bloc une 25 fois qu'il est installé. REVENDICATIONS 1. Antenne de radiocommunication, notamment pour station de base de réseau de radiotéléphonie cellulaire, du type à dépointage à commande électrique à déphaseur comportant un organe dont le déplacement assure cette commande de déphasage, 1' antenne comprenant: un moyen (12, 13, 14) pour assurer la commande du déplacement de l'organe du déphaseur qui est connectable de façon amovible à un bloc actionneur (10, 11) du type à moteur (15), pour l'actionnement à distance, ou du type à actionnement 10 manuel. 2. Antenne selon la revendication 1 dans laquelle le moyen permettant la connexion amovible à un bloc actionneur comporte un détecteur de position permettant de déterminer la position d'un élément du bloc une fois qu'il est installé. 15