EP0170547B1

EP0170547B1 - Perfectionnements aux structures d'antennes

Info

Publication number: EP0170547B1
Application number: EP85401167A
Authority: EP
Inventors: Christian Odeau
Original assignee: TONNA ELECTRONIQUE
Current assignee: TONNA ELECTRONIQUE
Priority date: 1984-06-14
Filing date: 1985-06-13
Publication date: 1989-10-11
Also published as: FR2566190A1; FR2566190B1; EP0170547A1; DE3573687D1; ATE47255T1

Description

La présente invention concerne les structures d'antenne du type comportant une pluralité de brins disposés parallèlement entre eux, perpendiculairement à un support commun.
L'invention s'applique particulièrement bien aux structures d'antennes recevant les émissions VHF et UHF comportant différents brins perpendiculaires à un profilé support.
De telles antennes, disposées généralement sur les toits ou au sommet de pylônes, présentent des dimensions importantes, tant en longueur, le profilé support mesurant souvent jusqu'à quatre mètres, qu'en largeur, les brins atteignant 80 centimètres.
Ces dimensions importantes rendent évidemment impossible le transport des antennes en position déployée d'utilisation et donc l'assem- ' bfage en usine.
Pour cette raison, les antennes formées de plusieurs brins parallèles entre eux et perpendiculaires à un support commun ont été le plus souvent conditionnées sous forme de pièces .séparées, leur assemblage étant effectué sur un site d'installation choisi, juste avant leur mise en place.
L'assemblage de chaque brin sur le support commun est alors réalisé grâce à une pièce de liaison, comprenant généralement des moyens filetés, rendue solidaire du profilé support lors de l'assemblage final de l'antenne.
On a également proposé des structures d'antennes comprenant une pièce support allongée, une pluralité de brins et un même nombre de pièces de liaison adaptées pour être rendues solidaires de la pièce support et pour assurer le guidage en rotation des brins respectivement associés, par rapport à la pièce support, entre une position rabattue, de repos, dans laquelle chaque brin est parallèle à la pièce support et une position déployée, de travail, dans laquelle les différents brins, parallèles entre eux sont perpendiculaires à la pièce support allongée, chaque pièce de liaison assurant de plus le maintien des brins dans la position déployée, de travail, par encliquetage.
De telles structures d'antennes comportant des pièces de liaison guidant les brins à rotation, par rapport à la pièce support, entre une position rabattue, de repos, et une position déployée, de travail, sont par exemple décrites et représentées dans les brevets Français 1 322 951, 2 124 091, 2 137 168, 2 412 176, 2 521 353 ou encore dans le brevet Suisse 429 852.
Par rapport à la technique antérieure précitée d'assemblage sur site, de telles structures d'antennes évitent à l'utilisateur d'avoir à assembler sur place des pièces détachées et surtout, suppriment l'utilisation de tout outil jusqu'ici nécessaire pour opérer le processus d'assemblage.
Avant d'installer l'antenne, il suffit en effet de faire pivoter chaque brin sur la pièce de liaison associée entre la position rabattue de repos, et la position déployée, de travail.
Néanmoins, bien que les structures d'antennes jusqu'ici proposées équipées de pièces de liaison portant à rotation les brins, aient rendu de grands services, ces structures d'antennes ne donnent pas entière satisfaction.
Le principal inconvénient de ces structures provient de la complexité des pièces de liaison et/ou des brins et de leur coût généralement prohibitif pour un grand nombre d'applications.
La présente invention a maintenant pour but de proposer une nouvelle structure simple, robuste et fiable permettant de guider chaque brin à rotation avec précision d'une part et de garantir, à l'utilisation, un positionnement axial correct de chaque brin, de telle sorte que ceux-ci soient symétriques par rapport à la pièce support, d'autre part.
Pour ce faire, la présente invention propose une structure notamment structure d'antenne, du type précité comprenant une pièce support allongée, une pluralité de brins et un même nombre de pièces de liaison adaptées pour être rendues solidaires de la pièce support et pour assurer le guidage en rotation des brins respectivement associés, par rapport à la pièce support, entre une position rabattue, de repos, dans laquelle chaque brin est parallèle à la pièce support et une position déployée, de travail, dans laquelle les différents brins, parallèles entre eux sont perpendiculaires à la pièce support allongée, chaque pièce de liaison assurant de plus le maintien des brins dans la position déployée, de travail, par encliquetage, caractérisée - selon la présente invention par le fait que :

- chaque brin est formé d'un élément généralement rectiligne comportant en son centre une incurvation,
- chaque pièce de liaison comporte un corps principal central, par lequel ces pièces de liaison sont fixées sur la pièce support, et deux ailes opposées transversales à la pièce support, le corps principal possédant un manchon central généralement cylindrique entouré par une cavité qui débouche sur des faces opposées du corps principal pour recevoir à rotation, entre les positions rabattue et déployée, la partie centrale incurvée d'un brin, et
- les ailes possèdent chacune un logement allongé qui débouche dans la cavité du corps principal d'une part et sur des faces latérales opposées de la pièce de liaison d'autre part, pour recevoir un brin associé, chaque logement présentant un rétrécissement pour maintenir par encliquetage les brins en position déployée, de travail.

Selon une autre caractéristique très importante de la présente invention, la cavité ménagée dans le corps principal de chaque pièce de liaison est adaptée pour permettre le retrait par translation de l'incurvation du brin associé hors de la cavité, transversalement à l'une desdites faces du corps principal, en position rabattue des brins.
Ce retrait, hors de la cavité, de l'incurvation de chaque brin, permet de translater les brins extrêmes suivant l'axe de la pièce support de telle sorte que ces brins ne dépassent pas au-delà des extrémités de la pièce support, pour limiter l'encombrement du dispositif en position rabattue de repos.
Il est néanmoins avantageux que chaque brin comporte à ses extrémités des moyens interdisant la séparation du brin et de la pièce de liaison associée, lorsque celle-ci est fixée sur la pièce support.
De tels moyens interdisant la séparation du brin et de la pièce de liaison peuvent être formés avantageusement de méplats ménagés aux extrémités du brin.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, chaque pièce de liaison comporte dans sa partie faisant face à la pièce support une échancrure permettant l'insertion de l'incurvation du brin dans la cavité de la pièce de liaison.
Selon la présente invention, chaque pièce de liaison est de préférence rendue solidaire de la pièce support par l'intermédiaire d'une vis et d'un décrochement coopérant avec le contour de la pièce support.
Cette vis est avantageusement engagée dans un alésage ménagé dans le manchon.
Selon une autre caractéristique avantageuse de la présente invention, la pièce- de liaison est réalisée en un matériau électriquement isolant et assure, en position déployée, l'isolation électrique entre chaque brin associé et le profilé support.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui va suivre et sur les dessins annexés auxquels elle fait référence ; sur toutes les figures, les mêmes références désignent les mêmes éléments.
Plus précisément, sur les dessins annexés :

- la figure 1 A représente, en élévation latérale, un exemple de réalisation de la pièce de liaison selon l'invention ;
- la figure 1 B montre, en vue de dessous selon la flèche B de la figure 1A, la même pièce de liaison ;
- la figure 1 C montre, en vue de dessus, selon la flèche C de la figure 1A, la même pièce de liaison ;
- la figure 1 D montre, en vue de gauche, selon la flèche D de la figure 1A, la même pièce de liaison ;
- la figure 2 représente en perspective l'assemblage de cette pièce de liaison et d'un profilé support selon l'invention ;
- la figure 3 représente partiellement un brin, et représente notamment son incurvation centrale ;
- la figure 4A représente en perspective dans une position intermédiaire entre la position rabattue de repos et la position déployée de travail, le brin coopérant avec la pièce de liaison ;
- la figure 4B représente en une vue analogue à la précédente, le brin encliqueté dans la pièce de liaison, en position déployée de travail,
- les figures 4C et 4D illustrent schématiquement deux positions de retrait par translation d'un brin dans l'axe du profilé support, pour limiter l'encombrement de l'antenne en position de stockage, et
- la figure 5 représente une vue en coupe longitudinale de la pièce de liaison illustrée sur les figures 1A à 1D selon un plan de coupe référencé V-V sur la figure 1A.

Comme le montrent les figures 1A, 1B, 1C, 1 D et 5, la pièce de liaison 100 monobloc comporte essentiellement un corps principal 110 et deux ailes 120 et 130 disposées de part et d'autre de ce dernier dans le prolongement l'une de l'autre.
Chaque aile 120 et 130 possède une enveloppe extérieure pyramidale tronquée à base carrée, évasée en direction du corps principal 110. Ces ailes 120, 130 sont centrées sur l'axe longitudinal de la pièce de liaison référencé L sur les figures.
Le corps principal 110 possède une enveloppe extérieure parallélépipédique et plus précisément, de préférence, sensiblement cubique.
Pour simplifier la description détaillée qui va suivre, par la suite, on appellera surface supérieure du corps principal 110, la surface 115 de celui-ci opposée, à l'utilisation, à la pièce support 200.
On appellera de plus surfaces latérales du corps principal 110, les surfaces 140 et 141 de celui-ci qui s'étendent parallèlement à l'axe longitudinal L précité de la pièce de liaison, soit à l'utilisation perpendiculairement à l'axe de la pièce support.
Par analogie, on appellera surfaces latérales des ailes 120, 130, les surfaces 125, 126 et 135, 136 de celles-ci s'étendant sensiblement parallèlement aux surfaces latérales 140, 141 précitées du corps principal, soit transversalement à la surface 220 de la pièce support 200 sur laquelle reposent les pièces de liaison 100, et transversalement, à l'axe de la pièce support 200.
Les faces 127, 128 et 137, 138 des ailes 120, 130 orthogonales aux faces latérales 125, 126 et 135, 136 précitées seront dénommées faces supérieure et inférieure respectivement par la suite.
Le corps principal 110 comprend un manchon cylindrique 112 d'axe 0-0 perpendiculaire à la surface supérieure 115 du corps principal (soit orthogonal à l'axe L-L précité de la pièce de liaison), entouré sur une partie de sa périphérie d'une cavité annulaire. La géométrie de cette cavité 111 sera décrite plus en détail par la suite. On notera dès à présent que le manchon 112 sert de palier de rotation aux brins 300 illustrés sur la figure 3.
De plus, les axes orthogonaux 0-0 et L-L sont sécants.
Chaque aile 120, 130 est munie d'un alésage cylindrique traversant 122, 132 coaxial à l'axe longitudinal L, et débouchant d'un côté sur la surface extrême transversale 129, 139 des ailes de l'autre côté dans la cavité cylindrique 111 précitée, comme illustré notamment sur la figure 5.
De plus, des ouvertures longitudinales rectilignes 123, 133 ménagées dans les ailes 120, 130 à mi-largeur de celles-ci et sur toute leur longueur parallèlement à l'axe L-L, relient respectivement des faces latérales opposées 126, 135 des ailes 120, 130 aux alésages 122,132.
La largeur I1 (illustrée sur la figure 1 D) des ouvertures longitudinales 123, 133 considérée parallèlement à l'axe O-O est sensiblement égale au diamètre 12 (illustré sur la figure 1D) des alésages 122, 132, mais des nervures longitudinales 121, 131 sont prévues à la jonction entre les ouvertures 123, 133 et les alésages 122, 132 pour former un rétrécissement entre ceux-ci, permettant d'immobiliser les brins 300 par encliquetage, dans les alésages 122, 132, en position déployée de travail.
La cavité 111 précitée ménagée dans le corps principal 110 relie les alésages 122, 132 en contournant le manchon 112.
La hauteur 13 (illustrée sur la figure 1A) de la cavité 111, considérée parallèlement à l'axe 0-0 est sensiblement égale au diamètre 12 des alésages 122 et 132 et donc à la largeur 11 des ouvertures 123, 133. La cavité 111 est réalisée à mi-distance des surfaces inférieure 116 et supérieure 115 du corps principal 110, soit en regard des ouvertures 123, 133 et alésages 122, 132.
La cavité 111 présente une ouverture angulaire, autour du manchon 112, légèrement supérieure à 270°, comme illustré sur la figure 5.
. D'un côté, la cavité 111 est limitée par une surface plane 113 contenue dans un plan médian V-V perpendiculaire à l'axe longitudinal L-L et à la surface supérieure 115.
De l'autre côté, la cavité 111 est limitée par une surface hémi-cylindrique 160 parallèle à l'axe longitudinal L-L, prolongeant le fond de l'alésage 132.
L'ouverture angulaire autour de l'axe 0-0 entre les surfaces 113 et 160 précitées est de l'ordre de 270°.
Ainsi, la cavité 111 débouche d'une part sur la surface latérale 141 du corps principal, d'autre part sur la surface latérale 140 de celui-ci ainsi que dans les ouvertures 123, 133 et alésages 122, 132.
Comme cela apparaît à l'examen de la figure 5, la cavité 111 est ouverte sur la totalité de la largeur de la face latérale 141, alors que sur la face latérale 141, la cavité 111 ne couvre que la moitié de la largeur de celle-ci.
On remarquera de plus à l'examen de la figure 5 que en position adjacente à l'aile 120 et à la face latérale 141, la cavité 111 est limitée par une surface 161 concave. hémicylindrique de révolution autour d'un axe orthogonal aux axes O-O et L-L précités.
On notera que la surface plane 113 précitée sert d'appui au brin 300 lorsque celui-ci est déplacé en position déployée de travail.
On notera de plus que du côté de l'aile 120, les génératrices de la surface 161 sont situées à une distance des génératrices du manchon 112 (qui leur sont orthogonales), de l'ordre de grandeur du diamètre des brins. Cette disposition permet le retrait de l'incurvation 310 des brins hors de la cavité 111, par translation orthogonale aux axes L-L et O-O, dans un sens ou dans l'autre, comme illustré sur les figures 4C et 4D, en position rabattue de repos des brins.
Par contre, en position déployée de travail, un tel retrait par translation des brins est interdit car le diamètre des alésages 122, 132 égale sensiblement le diamètre des brins 300, les axes 0-0 et L-L étant sécants comme précédemment indiqué.
De plus, le manchon 112 comporte un alésage 114 traversant coaxial à l'axe O-O s'étendant depuis la face supérieure 115 jusqu'à la face inférieure 142 du corps principal 110, cet alésage 144 débouchant dans sa partie supérieure, en position adjacente à la surface 115 dans un logement cylindrique 117 de plus grand diamètre destiné à recevoir la tête évasée d'une vis de fixation 150.
D'autre part, la face inférieure 116 du corps principal 110 présente un décrochement 118 délimité par une surface plane 142 parallèle à la surface supérieure 115 du corps principal et deux surfaces de guidage 143, 144 parallèles entre elles et perpendiculaires à l'axe longitudinal L-L La distance séparant les surfaces de guidage 143, 144 égale sensiblement la largeur du profilé support 200.
Enfin, une échancrure 119 relie le fond 142 du décrochement 118 à la cavité 111, cette échancrure 119 s'étendant selon une courbure contournant le manchon 112.
L'échancrure 119 couvre une ouverture angulaire de l'ordre de 225°.
La largeur de l'échancrure 119 considérée parallèlement au fond 142 du décrochement 118 égale sensiblement le diamètre des brins 300.
D'un côté cette échancrure 119 est limitée par une surface plane radiale en regard de l'axe 0-0 et coplanaire à la surface 113 précitée.
De l'autre côté, cette échancrure 119 est limitée par une surface incurvée 145 sensiblement radiale en regard de l'axe 0-0.
On va maintenant se référer à la figure 2 qui illustre un exemple d'assemblage d'une pièce de liaison 100 du type précédemment décrit et d'un profilé creux 200 formant support qui présente une section sensiblement rectangulaire.
Afin de faciliter la compréhension de la présente description, on a représenté la pièce de liaison 100 en perspective dans une position différente de celles occupées sur les figures précédentes. Par conséquent, sur cette figure, l'aile 120 se situe à gauche et vice-versa. Ce nouvel angle de vue permet de mieux apprécier la forme spécifique de l'ouverture 133 de l'aile 130, et de l'échancrure 119.
La pièce de liaison 100 est emboîtée sur le profilé creux 200 à l'aide du décrochement 118, les surfaces 142, 143 et 144 du décrochement 118 étant portées respectivement en appui contre les faces 220, 210 et 230 du profilé 200. Par ailleurs, une vis 150, traversant l'alésage 114 et dont la tête évasée est engagée dans le logement 117 du corps principal 100 assure, en coopérant avec un alésage fileté homologue ménagé dans le profilé 200, la solidarisation de la pièce de liaison 100 et du profilé 200.
Comme le montre la figure 3, chaque brin 300, partiellement représenté est formé d'une tige métallique cylindrique généralement rectiligne. Le diamètre des brins 300 égale sensiblement les valeurs 1₁₁ 1₂ et 1₃ précitées. Chaque brin 300 comporte à mi-longueur une incurvation 310 généralement hémicylindrique. Ainsi, les deux branches 320, 330 formées de part et d'autre de l'incurvation s'étendent coaxialement dans le prolongement l'une de l'autre, ces branches comportant de préférence chacune à leur extrémité un méplat 331.
Le rayon de courbure interne R de l'incurvation 310 est égal au rayon de l'enveloppe externe du manchon 112.
Les méplats 331, qui possèdent une largeur 1₅ supérieure au diamètre des brins 300, s'étendent de préférence perpendiculairement au plan moyen de l'incurvation 310.
On va maintenant décrire l'assemblage de ces divers éléments composant une structure, notamment la structure d'une antenne. Afin de ne pas surcharger cette description, le montage d'un seul brin sera décrit.
Dans un premier temps, on positionne le brin 300 en regard du décrochement 118, d'une pièce de liaison 100, transversalement à l'axe L-L, l'incurvation 310 du brin face à l'échancrure 119 de la pièce de liaison 100 ; on introduit ensuite l'incurvation 310 du brin 300 dans la cavité 111 puis on emboîte la pièce de liaison 100 sur le profilé support 200 grâce au décrochement 118 et on fixe la pièce de liaison 100 en emprisonnant ainsi le brin 300 sur le profilé support 200, comme dans l'exemple décrit à l'aide de la figure 2, à l'aide d'une vis 150.
Afin de diminuer la longueur de l'antenne rabattue à la longueur du profilé support 200, par conséquent de réduire les dimensions de l'emballage nécessaire au conditionnement de l'antenne, il est possible, grâce à la géométrie de la cavité 111, de translater les brins 300 situés aux extrémités du profilé 200 tout en les maintenant parallèles à ce dernier, à partir d'une position où l'une de leur branche 320, 330 fait saillie au-delà du profilé vers une position où il ne dépasse pas le profilé comme illustré schématiquement sur les figures 4C et 4D.
Grâce à la géométrie de la cavité 111 précédemment décrite, ce retrait peut être effectué dans un sens ou dans l'autre.
On remarquera que à ce stade de l'assemblage, le brin 300 est imperdable. En effet, les méplats 331 situés à ses extrémités de dimensions supérieures à la hauteur de la cavité 111 de la pièce de liaison 110 assurent cette imperdabilité, puisqu'ils ne peuvent franchir la cavité 111.
On notera de plus que la plus petite dimension transversale 1₄ de la cavité 111 (distance séparant la périphérie extérieure du manchon 112 et la surface 161, considérée radialement en regard de l'axe O-O) doit être inférieure à la largeur 1₅ du méplat 331, pour éviter la séparation complète des brins 300, et des pièces de liaison 100, quelle que soit l'orientation angulaire de ceux-ci autour de leur axe longitudinal.
On va maintenant se référer aux figures 4A et 4B qui illustrent un exemple d'application de cette structure.
Comme le montre la figure 4A, sur le site d'installation de l'antenne, après avoir sorti l'antenne de son emballage, le brin 300 se situe dans la position représentée en pointillés, c'est-à-dire, parallèle au profilé 200. Une rotation du brin 300 selon le sens de la flèche F permet de le positionner tel que représenté en trait fort. En effet, l'incurvation 310 du brin 300 assure en coopérant avec le contour cylindrique du manchon 112 dans la cavité 111, le guidage en rotation du brin 300.
La figure 4B représente le brin 300 en position déployée, c'est-à-dire le brin 300 perpendiculaire au profilé 200.
A la fin de la rotation qui est limitée à sensiblement 90°, le brin 300 dont les branches 320 et 330 ont respectivement pénétré dans les ouvertures 123 et 133, atteignent les alésages 122 et 132 où elles viennent s'encliqueter après avoir passé le rétrécissement formé par les nervures 121 et 131.
Dans une application typique de l'invention, le brin doit être isolé du profilé. Dans ce cas, on réalise la pièce de liaison 100 dans un matériau électriquement isolant tel que par exemple du polyamide ou du polychlorure de vinyl.
Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au modé de réalisation décrit, mais s'étend à toutes les variantes conformes à son esprit.
On notera que l'axe longitudinal des brins 300, de préférence, coupe le centre de courbure du rayon R des incurvations 310.
De plus, dans une variante de réalisation, les branches 320, 330 des brins peuvent ne pas être alignées, tout en restant parallèles.

Claims

1. Structure d'antenne, du type comprenant

- une pièce support allongée (200),

- une pluralité de brins (300) et

- un même nombre de pièces de liaison (100) adaptées pour être rendues solidaires de la pièce support et pour assurer le guidage en rotation des brins (300) respectivement associés, par rapport à la pièce support, entre une position rabattue, de repos, dans laquelle chaque brin est parallèle à la pièce support (200) et une position déployée, de travail, dans laquelle les différents brins, parallèles entre eux sont perpendiculaires à la pièce support allongée (200), chaque pièce de liaison assurant de plus le maintien des brins dans la position déployée, de travail, par encliquetage,

caractérisée par le fait que

- chaque brin (300) est formé d'un élément généralement rectiligne comportant en son centre une incurvation (310),

- chaque pièce de liaison (100) comporte un corps principal central (110), par lequel ces pièces de liaison sont fixées sur la pièce support (200), et deux ailes opposées (120 ; 130) transversales à la pièce support, le corps principal (110) possédant un manchon central (112) généralement cylindrique entouré par une cavité (111) qui débouche sur des faces opposées du corps principal pour recevoir à rotation, entre les positions rabattue et déployée, la partie centrale incurvée (310) d'un brin (300), et

- les ailes (120, 130) possèdent chacune un logement allongé (122, 132 ; 123, 133) qui débouche dans la cavité (111) du corps principal d'une part et sur des faces latérales opposées de la pièce de liaison d'autre part, pour recevoir un brin associé (300), chaque logement présentant un rétrécissement pour maintenir par encliquetage les brins en position déployée, de travail.

2. Structure selon la revendication 1, caractérisée par le fait que la cavité (111) ménagée dans le corps principal (110) de chaque pièce de liaison (100) est adaptée pour permettre le retrait par translation de l'incurvation (310) du brin associé (300), transversalement à l'une desdites faces du corps principal, en position rabattue des brins.

3. Structure selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée par le fait que chaque brin (300) comporte à ses extrémités des moyens (331) interdisant la séparation du brin (300) et de la pièce de liaison (100), lorsque celle-ci est fixée sur la pièce support (200).

4. Structure selon la revendication 3, caractérisée par le fait que les moyens interdisant la séparation du brin (300) et de la pièce de liaison (100) sont formés de méplats (331) ménagés sur le brin.

5. Structure selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que chaque pièce de liaison (100) comporte dans sa partie faisant face à la pièce support (200), une échancrure (119) permettant l'insertion de l'incurvation (310) du brin (300) dans la cavité de la pièce de liaison (100).

6. Structure selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que chaque pièce de liaison (100) est rendue solidaire de la pièce support (200) par l'intermédiaire d'une vis (150) et d'un décrochement (118) coopérant avec le contour (210, 220, 230) de la pièce support (200).

7. Structure selon la revendication 6, caractérisée en ce que la vis (150) est engagée dans un alésage (114) ménagé dans le manchon (112).

8. Structure selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que la pièce de liaison (100) est réalisée en un matériau électriquement isolant et assure, en position déployée, l'isolation électrique entre le brin (300) et le profilé support (200).

9. Structure selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisée par le fait que chaque pièce de liaison (100) est réalisée en polyamide ou en polychlorure de vinyl.

10. Structure selon l'une des revendications 1 à 9, caractérisée par le fait que la cavité (111) entourant partiellement le manchon (112) des pièces de liaison présente une ouverture angulaire de l'ordre de 270° autour de l'axe (O-O) du manchon (112).