CH178703A

CH178703A - Short wave radiocommunication installation.

Info

Publication number: CH178703A
Authority: CH
Inventors: Compagnie Generale De Tele Fil
Original assignee: Csf
Priority date: 1933-01-11
Filing date: 1934-01-05
Publication date: 1935-07-31

Description

Installation de radiocommunication ä ondes courtes. Avec les ondes courtes, il est souvent ne eessaire de transmettre 1'energie ä une an- tenne situee ä, une hauteur au-.dessus du sol qui peut Ure brande vis-ä-vis de la longueur d'onde (par exemple egale ä dix longueurs d'onde environ), soit que 1'emetteur soit situe dann un local dont la presence meme pourrait empecher 1e rayonnement de 1'antenne, soit que 1'on desire eviter des obstacles s'opposant ä ce rayonnement, ües deux problemes pou- vant se poser simultanement. 11 faut alors transmettre 1'energie ä une antenne par un dispositif connu sous 1e nom de "feeder". Short-wave radiocommunication installation. With shortwave, it is often necessary to attempt to transmit the energy to an antenna located at a height above the ground which can about ten wavelengths), either the transmitter is located in a room whose very presence could prevent radiation from the antenna, or it is desired to avoid obstacles opposing this radiation, or problems which may arise simultaneously. It is then necessary to transmit the energy to an antenna by a device known under the name of "feeder".

0n rencontre Jans ve cas une difficulte qui vient de ce que 1'antenne rayonnante, constituee par exemple par un brin .de fil,con- .dueteur alimente par 1'un des fils du feeder peut former un systeme dissymetrique; 1e courant de deplacement issu .de 1'antenne se referme sur 1e feeder, sur lequel se forment des ondes stationnaires et qui rayonne ä son tour; il en resulte les perturbations bien,con- nues dues au rayonnement des feeders, notam- ment 1'impossibilite de transmettre de 1'ener- äie ä 1'antenne, celle-ci devenant tres faible .des que 1e feeder atteint une ä deux longueurs Jonde. 0n meets Jans ve case a difficulty which comes from the fact that the radiating antenna, constituted for example by a strand .of wire, driver .duteur fed by 1un of the son of the feeder can form an asymmetrical system; the displacement current from the antenna closes on the feeder, on which standing waves are formed and which in turn radiates; this results in the well-known disturbances due to the radiation of the feeders, in particular the impossibility of transmitting energy to the antenna, the latter becoming very weak as soon as the feeder reaches one to two Jonde lengths.

ha presente invention a pour but d'elimi- n.er tout rayonnement du feeder et d'obtenir la possibilite de transmettre 1'energie ä 1'an- tenne ä des hauteurs eonsiderables vis-ä-vis de la lo.nbueur ,d'onde; elle a pour objet une installation pour ondes courtes comportant un circuit connecte avec au moins une antenne situee ä une :distance de ce cireuit ebale ä plusieurs fois la longueur .de 1'onde trans- mise et un feeder interconnectant 1e circuit et 1'antenne. Cet appareil est üaracterise en ce qu'il comprend, en outre, des mäyens pour supprimer 1e rayonnement du feeder dü ä la fermeture des libnes de force de 1'antenne sur ce dernier. Le dessin ci-annexé représente, à titre d'exemple, cinq formes d'exécution de l'objet de l'invention. The object of the present invention is to eliminate any radiation from the feeder and to obtain the possibility of transmitting the energy to the antenna at considerable heights with respect to the light. 'wave; its subject is an installation for short waves comprising a circuit connected with at least one antenna situated at a distance from this circuit, which is several times the length of the wave transmitted and a feeder interconnecting the circuit and the antenna . This apparatus is characterized in that it further comprises means for suppressing the radiation from the feeder due to the closing of the force lines of the antenna on the latter. The attached drawing shows, by way of example, five embodiments of the subject of the invention.

La fig. 1 est une vue en élévation d'une antenne à feeder .d'un type connu; Les fig. 2 ,et 2bis sont des vues d'ensemble et de détail de l'installation sous sa première forme d'exécution; La fig. 3 est une vue en perspective -de la deuxième forme; La fig. 4 est une vue en perspective -de la troisième forme; Les fig. 5 et 6 sont des vues de côté et -de face de la quatrième forme et la fig. 7 une vue partielle en élévation -de la cinquième. fig. 1 is an elevational view of a feeder antenna of a known type; Figs. 2 and 2a are overview and detail views of the installation in its first embodiment; fig. 3 is a perspective view of the second form; fig. 4 is a perspective view of the third form; Figs. 5 and 6 are side and front views of the fourth shape and FIG. 7 a partial elevational view of the fifth.

Toutes les formes représentées au dessin et -décrites ci-après comprennent un feeder vertical tubulaire qui, mécaniquement, est le mieux approprié au problème à résoudre, mais il reste entendu que le principe même -de l'invention peut s'appliquer à tout autre feeder, à toute autre -direction -de celui-ci et à n'importe quelle antenne. All the forms shown in the drawing and -described below include a tubular vertical feeder which, mechanically, is best suited to the problem to be solved, but it remains understood that the same principle -of the invention can be applied to any other feeder, to any other -direction -of it and to any antenna.

Sur la fig. 1 est représenté un émetteur E à ondes courtes qui, pour les besoins de l'émis sion, doit être relié à une antenne 3, formée, par exemple, -d'un brin quart d'onde ou de toute autre longueur dont la résistance de rayonnement pourra être adaptée à l'impé dance du feeder. Cette antenne doit être si tuée au-dessus du sol à une hauteur qui peut être très grande par rapport à la longueur d'ondes. L'émetteur, au contraire, pour -des raisons évidentes, doit rester au sol, ou même être enterré, l'antenne est dès lors réunie à l'émetteur par un feeder tubulaire formé d'un tube extérieur 1 et d'un conducteur central 2, l'antenne étant reliée à ce conducteur. On constate que, dans ces conditions, quelle que soit l'adaptation -de l'antenne, le tube 1 est le siège d'ondes stationnaires situées à l'exté- rieur -du tube; celui-ci absorbe donc une éner gie considérable, telle que dès que la ligne .dépasse une à deux longueurs d'onde, l'éner gie transmise à l'antenne n'est plus qu'une faible fraction de l'énergie produite par l'é metteur. Ce fait doit être attribué aux cou rants de déplacement issus de l'antenne, par suite de l'existence -des lignes .de force 5, courants qui se referment sur l'extérieur du feeder. In fig. 1 is shown a short-wave transmitter E which, for the needs of the transmission, must be connected to an antenna 3, formed, for example, -of a quarter-wave strand or of any other length whose resistance of radiation can be adapted to the impedance of the feeder. This antenna must be so killed above the ground at a height which can be very great compared to the wavelength. The transmitter, on the contrary, for obvious reasons, must remain on the ground, or even be buried, the antenna is therefore joined to the transmitter by a tubular feeder formed of an outer tube 1 and a conductor center 2, the antenna being connected to this conductor. It is noted that, under these conditions, whatever the adaptation -of the antenna, the tube 1 is the seat of stationary waves situated outside -the tube; the latter therefore absorbs considerable energy, such that as soon as the line exceeds one or two wavelengths, the energy transmitted to the antenna is no more than a small fraction of the energy produced by the transmitter. This fact must be attributed to the displacement currents coming from the antenna, due to the existence of the lines of force 5, currents which close on the outside of the feeder.

Sdivant l'invention, on a complètement supprimé cet inconvénient -en ajoutant au feeder, ainsi qu'il est représenté fig. 2, une surface conductrice 6 reliée au tube 1 et, le plus simplement, portée par lui. Les dimensions optima -de ce disque dépendent,de la longueur de l'antenne; pour une antenne 3 en quart -d'onde, la théorie, comme l'expé- rience, montrent que la meilleure forme à -donner à cette surface est celle d'un disque ,de -diamètre égal à 1/2: en effet, dans -ce cas, la répartition des courants .dans l'antenne et dans le disque sera celle qui est représentée sur la fig. 2bis et il n'y a aucun retour de cou rant sur la partie extérieure du feeder 1. Avec ce dispositif, conforme à l'invention, on constate que, le feeder n'occasionnant plus de pertes, il peut être porté à -des longueurs considérables par rapport -à la longueur d'onde avec un bon rendement -de transmis sion à l'antenne. L'efficacité -du -dispositif conforme à l'invention est clairement montrée par l'exemple suivant: un émetteur E tra vaillant sur 80 cm, équipé avec un feeder de 5 mètres de longueur qui attaque une an tenne de 20 cm et muni suivant l'invention d'un disque 6 de 40 cm de .diamètre, permet de rayonner, par l'antenne ainsi construite, une puissance à peu près égale à celle qui est envoyée à l'extrémité opposée du feeder. L'enlèvement du disque 6, éteint tout rayon nement -de l'antenne. La dimension optima. du disque 6 dépend de la longueur de l'antenne 3 et peut être fa cilement trouvée en considérant la répartition de courant dans cette antenne. Elle sera, de manière générale, telle que le rayon du @dis- que soit égal à la longueur de l'antenne. Mais une dimension qui s'écarte notablement de celle-ci peut encore donner -des résultats sa tisfaisants. C'est ainsi que, -dans le -cas d'une antenne .de longueur égale à 2-/4, le diamètre du disque 6 peut être ramené à 11/4 sans que l'antenne cesse de rayonner une puissance satisfaisante (bien qu'inférieure à celle qu'on obtient avec un disque de @/2). 'On peut égale ment augmenter les dimensions du disque sans cesser d'avoir un rendement satisfaisant, mais ce tas est peu intéressant du point de vue pratique, puisqu'il vaut mieux avoir un disque aussi petit que possible. According to the invention, this drawback has been completely eliminated -by adding to the feeder, as shown in FIG. 2, a conductive surface 6 connected to the tube 1 and, most simply, carried by it. The optimum dimensions of this disc depend on the length of the antenna; for a quarter-wave antenna 3, theory, like experience, shows that the best shape to give to this surface is that of a disc, of diameter equal to 1/2: indeed , in this case, the distribution of the currents .in the antenna and in the disc will be that which is represented in FIG. 2a and there is no current return rant on the outer part of the feeder 1. With this device, in accordance with the invention, it is found that, the feeder no longer causing losses, it can be brought to -des considerable lengths compared to -the wavelength with good performance -transmission to the antenna. The effectiveness of the device in accordance with the invention is clearly shown by the following example: an E transmitter working over 80 cm, equipped with a feeder 5 meters in length which attacks a 20 cm antenna and equipped with the invention of a disk 6 of 40 cm in diameter, makes it possible to radiate, through the antenna thus constructed, a power approximately equal to that which is sent to the opposite end of the feeder. Removal of disk 6 extinguishes any radiation from the antenna. The optimum size. of the disc 6 depends on the length of the antenna 3 and can be easily found by considering the distribution of current in this antenna. It will generally be such that the radius of the disc is equal to the length of the antenna. But a dimension that deviates significantly from this can still give unsatisfactory results. Thus, -in the -case of an antenna of length equal to 2-/4, the diameter of the disc 6 can be reduced to 11/4 without the antenna ceasing to radiate a satisfactory power (although less than that obtained with a disc of @/2). It is also possible to increase the dimensions of the disk without ceasing to have a satisfactory yield, but this heap is of little interest from the practical point of view, since it is better to have a disk as small as possible.

Dans tout -ce qui précède, on a donné à la surface 6 la forme d'un disque qui est le plus simple; il est naturellement entendu que cette forme peut être prise quelconque, pourvu qu'une de ses dimensions ne .descende pas à des valeurs par trop faibles vis-à-vis -de la longueur de l'antenne; on pourra, par exem ple, prendre .des plaques carrées ou de toute autre forme. In all of the foregoing, the surface 6 has been given the shape of a disk which is the simplest; it is naturally understood that this form can be taken any, provided that one of its dimensions does not descend to values that are too low with respect to the length of the antenna; we can, for example, take .des square plates or any other shape.

Il sera également équivalent de remplacer la surface pleine 6 par un faisceau de fils ac cordés suivant la technique bien connue; un tel système a été représenté fig. d, dans lequel la surface du disque 6 est remplacée par un faisceau -de fils dont les dimensions optima seront prises égales à,%/4: l'antenne étant elle même de longueur égale à @/4. Ce dispositif présente l'avantage de pouvoir se replier et occuper un volume très restreint lors -du mon tage ou ,du démontage -du feeder, en articulant les fils aux points de jonction avec le feeder 1. It will also be equivalent to replace the solid surface 6 with a bundle of wires tuned according to the well-known technique; such a system has been represented in fig. d, in which the surface of the disc 6 is replaced by a beam -of son whose optimum dimensions will be taken equal to,%/4: the antenna itself being of length equal to @/4. This device has the advantage of being able to fold up and occupy a very small volume during assembly or disassembly of the feeder, by articulating the wires at the junction points with the feeder 1.

Enfin, le disque 6 -dont la présence est nécessaire pour permettre le rayonnement de l'antenne, peut également servir à' supporter un dispositif qui permet de diriger les ondes émises par l'antenne, suivant .des procédés connus en eux-mêmes. C'est ainsi qu'on peut fixer sur le disque, comme il est représenté fi-. 4, un ensemble de fils accordés 7; la réa lisation la meilleure consistera à donner au bord du disque qui porte les fils, une forme parabolique, mais dans le cas d'une antenne de X/4, de bans résultats sont .déjà obtenus en fixant des fils 7 de longueur égale à A/4 sur la moitié de la périphérie d'un disque de rayon lui-même égal à @;4. Le réflecteur pourra r galement être formé d'une feuille pleine rapportée sur le bord,du -disque ou par tout autre dispositif donnant les propriétés directives de l'ensemble. Il apparaîtra d'ailleurs que l'ensemble ainsi construit sera susceptible de rotation et permettra, par exemple, la réalisation de phares portés par des hautes tiges verticales, ce qui peut être nécessaire avec les ondes très courtes envisa gées. Finally, the disc 6 -whose presence is necessary to allow the radiation of the antenna, can also be used to support a device which makes it possible to direct the waves emitted by the antenna, according to .des methods known in themselves. This is how we can fix on the disk, as it is represented fi-. 4, a set of tuned wires 7; the best realization will consist in giving the edge of the disk which carries the wires a parabolic shape, but in the case of an antenna of X/4, good results are already obtained by fixing wires 7 of length equal to A/4 on half the periphery of a disk with a radius itself equal to @;4. The reflector may r also be formed of a solid sheet attached to the edge, of the -disc or by any other device giving the directive properties of the assembly. It will also appear that the assembly thus constructed will be capable of rotation and will allow, for example, the production of headlights carried by high vertical rods, which may be necessary with the very short waves envisaged.

Conformément à une variante ultérieure, le même dispositif est employé pour assurer la transmission d'énergie à un système d'an- tenues doué de propriétés .directives et pour fournir une antenne de structure spéciale qu'on peut désigner par structure "en échelle". Dans ce but, tout l'ensemble est porté par un feeder tubulaire et les antennes rayonnantes portées par la tige centrale passent dans des ouvertures du feeder; celui- ,ci porte au niveau de chaque ouverture des plaques métalliques ou -des fils -de longueur convenables. Le nombre d'antennes, leur dis tance et leur longueur sont déterminés` sui vant le but à. atteindre. According to a later variant, the same device is employed to ensure the transmission of energy to a system of anti- outfits endowed with .directional properties and to provide an antenna of special structure which can be designated by "ladder" structure. . For this purpose, the whole assembly is carried by a tubular feeder and the radiating antennae carried by the central rod pass through openings in the feeder; the latter carries at each opening metal plates or -son -of suitable length. The number of antennas, their distance and their length are determined according to the purpose. reach.

En se reportant aux fib. 5 et 6, on pourra examiner un exemple de réalisation de l'in vention, donnant une structure en échelle destinée à donner un maximum de rayonne ment suivant la normale au plan -des an tennes, c'est-à-dire, :dans les .directions 3--4 de la fig. 6; l'exemple est .décrit dans le -cas d'une polarisation horizontale, mais il est évident qu'il ne s'agit pas là d'une restriction. On reconnaîtra en 5 le tube extérieur -du feeder à l'intérieur duquel se trouve un con ducteur auquel sont réunies les antennes 6 -dont la distance, dans l'exemple choisi est égale à 2 /2: pour donner un rayonnement nor mal au plan des antennes, les antennes qui sont ,distantes d'un multiple impair de e,/2 sont à l'opposé par rapport au tube. Les an tennes traversent celui-ci par des orifices per eésdans le tube et eelui-ci est muni au niveau des trous, de dispositifs 7, 7 conformes là, la fig. 3 et représentés sous la forme -de fais ceaux de 8 fils; ils pourraient être formés de plaques pleines et ils pourraient être mu nis de réflecteurs appropriés. Referring to fib. 5 and 6, one can examine an embodiment of the invention, giving a ladder structure intended to give a maximum of radiation according to the normal to the plane -of the antennas, that is to say,: in the .directions 3--4 of fig. 6; the example is described in the case of horizontal polarization, but it is obvious that this is not a restriction. We will recognize at 5 the outer tube -of the feeder inside which there is a conductor to which the antennas 6 are joined -whose distance, in the example chosen is equal to 2/2: to give normal radiation to the plan of the antennas, the antennas which are, distant of an odd multiple of e,/2 are opposite compared to the tube. Year tennes pass through it by holes per eésdans the tube and eelui it is provided at the holes, devices 7, 7 conform there, FIG. 3 and shown in the form -of beams of 8 wires; they could be formed from solid plates and they could be fitted with appropriate reflectors.

Le feeder est relié après la longueur né cessaire à l'émetteur E. The feeder is connected after the necessary length to the emitter E.

On reconnaîtra que le système permet de réaliser des systèmes dirigés particulièrement pour ondes ultracourtes, d'une grande sim plicité, tout le montage étant réalisé sur un tube unique qu'il est possible -de faire tour ner pour réaliser un phare hertzien tournant. Le montage se prête également bien à divers -dispositifs qui rentrent dans l'esprit de l'in vention et qui consistent à faire varier les positions respectives des antennes pour don ner à l'ensemble des propriétés voulues, telles qu'une disposition des antennes en hélice au tour du tube central, la combinaison de divers diagrammes, etc. It will be recognized that the system makes it possible to produce directed systems particularly for ultra-short waves, of great simplicity, all the assembly being carried out on a single tube which it is possible to rotate to produce a rotating hertzian beacon. The assembly also lends itself well to various -devices which fall within the spirit of the invention and which consist in varying the respective positions of the antennas to give all the desired properties, such as an arrangement of the antennas helically around the central tube, the combination of various diagrams, etc.

Enfin, l'invention permet, particulière ment pour les ondes ultracourtes, la réalisa tion d'aériens, très robustes et rigides, en noyant complètement l'antenne ou les an tennes d'émission dans un manchon isolant, qui maintient l'antenne et empêche ses vibra tions. Finally, the invention makes it possible, particularly for ultra-short waves, to produce aerials, which are very robust and rigid, by completely embedding the transmitting antenna or antennas in an insulating sleeve, which holds the antenna and prevents its vibrations.

Un exemple -de réalisation -est montré sur la fig. 7; sur celle-ci, on reconnaîtra le feeder 1 muni de l'antenne 2 et :du dispositif 3. Toute l'antenne est enfermée dans un man chon isolant 4 qui la maintient rigidement et empêche ses vibrations par rapport au feeder qui auraient pour effet -de faire varier la lon gueur d'onde pour les postes à auto-excita- tion, et l'amplitude pour les postes stabilisés. Le dispositif 3 peut être lui-même renforcé par des appuis 5. An exemplary embodiment is shown in FIG. 7; on this one, one will recognize the feeder 1 fitted with the antenna 2 and: the device 3. The whole antenna is enclosed in an insulating sleeve 4 which holds it rigidly and prevents its vibrations with respect to the feeder which would have the effect -to vary the wavelength for self-excited substations, and the amplitude for stabilized substations. The device 3 can itself be reinforced by supports 5.

L'invention peut également s'appliquer aux récepteurs, le sens -de la transmission étant inversé. The invention can also be applied to receivers, the direction of transmission being reversed.

Claims

CLAIM Short wave radio communication installation comprising a circuit connected with at least one antenna located at a distance from this circuit equal to several times the length of the transmitted wave and a feeder interconnecting the circuit and the antenna, characterized - laughing stock in that it further comprises -means for suppressing the radiation -from the feeder -due to the closure -of the lines of force of the antenna on the latter. SUB-CLAIMS: 1 Installation according to claim, characterized in that the means mentioned consist of a conductive surface joined eonductively to the circuit and located at the ex tremity of the feeder connected to the antenna.

2 Installation according to sub-claim 1, comprising a vertical antenna, characterized in that the conductive surface is horizontal and has the order of magnitude of its dimension twice -the length -of the antenna.

3 Installation according to sub-claim 2, characterized in that the conductive surface is formed by a beam -of son extending radially in the same plane, the length -of each wire being of the order -of magnitude -of the cell <B>-of</B> the antenna.

4 Installation according to sub-claim 1, characterized in that the conductive surface supports a reflector intended .to ensure the directivity of the transmission.

5 Installation according to claim, .cara-eté- ized in that the feeder, made in the form of a rigid tube, supports several antennas each provided with mayens to suppress the radiation of the feeder, in order -to achieve a polarized transmission in a specific direction.

6 Installation according to. claim, characterized in that it comprises at least one antenna embedded in an insulating sleeve.