EP1240683B1 - Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants - Google Patents

Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants Download PDF

Info

Publication number
EP1240683B1
EP1240683B1 EP00988923A EP00988923A EP1240683B1 EP 1240683 B1 EP1240683 B1 EP 1240683B1 EP 00988923 A EP00988923 A EP 00988923A EP 00988923 A EP00988923 A EP 00988923A EP 1240683 B1 EP1240683 B1 EP 1240683B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antennas
sensor according
mast
active
down cables
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
EP00988923A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1240683A1 (fr
Inventor
François MARIE
Louis Bertel
Dominique Lemur
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Universite de Rennes 1
Original Assignee
Universite de Rennes 1
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Universite de Rennes 1 filed Critical Universite de Rennes 1
Publication of EP1240683A1 publication Critical patent/EP1240683A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1240683B1 publication Critical patent/EP1240683B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/1242—Rigid masts specially adapted for supporting an aerial
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/246—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for base stations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
    • H01Q1/528—Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure reducing the re-radiation of a support structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/28—Combinations of substantially independent non-interacting antenna units or systems

Definitions

  • the field of the invention is that of co-located antenna systems, that is to say electronic systems comprising a plurality of active antennas grouped at the same point so as to have the same phase center.
  • the invention relates to a sensor of the type comprising such a system of co-located antennas, as well as a mast, at the top end of which are placed antennas, and down cables to one (or more) receiver (s), to which are connected the antennas.
  • antenna response is meant in the context of the description presence a relation (generally vectorial) between the electric (or magnetic) field incident to an antenna and the signal present at the output of this antenna.
  • a relation generally vectorial
  • this response can be represented by a complex quantity depending on the type of antenna, its environment. its geographic position (at high frequencies, typically 3-30 MHz) and its orientation.
  • antenna responses can be obtained either by calculation or simulation, or by different measurements carried out on the co-located antenna system.
  • the object of the present invention is in particular to overcome this drawback major of the state of the art.
  • one of the objectives of the present invention is to provide a sensor of the aforementioned type (including in particular a system of co-located antennas, a mast and down cables), but whose antennas are decoupled electromagnetically between them.
  • the invention also aims to allow such decoupling, so simple and inexpensive.
  • Another object of the invention is to allow such decoupling in a large frequency range.
  • a sensor of the type comprising an antenna system co-located, itself comprising at least two active antennas having the same phase center, said antennas being placed at a high end of a mast and being connected to down cables.
  • the mast is made of a dielectric material
  • the sensor includes filtering means arranged on at least one of said cables descent, so as to decouple said antennas.
  • the general principle of the invention therefore consists in eliminating the first and second types of coupling mentioned above, using respectively a dielectric mast (elimination of current distributions on the mast) and filtering means on the down cables (attenuation or even elimination of current distributions on these cables).
  • said filtering means comprise elements of ferrites - preferably toroids or ferrite tubes - around which is wound at least one of said down cables.
  • the characteristics of the ferrite elements are chosen so as to introduce the desired attenuation (typically 30 dB) of the surface currents at the frequencies considered.
  • the toroids exhibit good efficiency due to the presence of a loop closed.
  • the tubes facilitate assembly since the cables can be there easily slipped.
  • said ferrite elements are of at least two types different.
  • the filtering is carried out in a wide frequency band.
  • the order of placement of ferrite type on cables does not matter.
  • said filtering means comprise at least two filters distributed over at least one of said down cables, and each of said filters comprises at least one ferrite element.
  • Such spacing, regular or not, of filters aims to optimize the quality of the filtering on a given cable length and for a band of frequencies given.
  • At least one first filter is placed immediately at the output of the active parts of said antennas.
  • the active parts of antennas are sometimes also called electronic parts.
  • At least one last filter is placed at ground level.
  • surface (sheath) currents these tend to seek to reach the lowest possible potential (zero of food or earth).
  • the invention makes it possible to prevent a current induced on an antenna induces a sheath current likely to reach a supply zero of another antenna or escape towards the earth. Once the lines have reached the ground, the currents of sheath are only weakly generated and tend to be naturally attracted to floor. However, for safety, we maintain some decoupling devices (filtering) at ground level, for example a few centimeters.
  • each of said antennas comprises an active part and a radiating part, and the active parts of said antennas are contained in metal boxes electrically insulated from each other.
  • said metal boxes are located immediately at the output of the radiating parts of said antennas. This avoids the presence of a section of cable forming unwanted radiating part.
  • the adaptation between the impedance of the radiating part and the input impedance of the metal housings is optimized.
  • said filtering means comprise at at least one optical cable forming at least one of said down cables.
  • the absence of surface current on the optical cables avoids the second type of coupling cited above (between distributions of currents present on the radiating parts of antennas and current distributions that exist on conventional cables, type metallic).
  • the length of the descent cable on which are arranged said filtering means is limited to the height at which said said are placed antennas, at the high end of the mast.
  • At least one of said down cables is placed inside of said mast. This improves the overall aesthetics of the sensor. Note that this characteristic, made possible by the fact that the mast is made of dielectric material, does not does not constitute a constraint of good functioning.
  • At least one of said antennas is an antenna of the type active whip, replacing a vertical dipole type antenna. This is to prevent a radiating element of an antenna (such as a strand of a vertical dipole) is nearby immediate descent cables.
  • said antennas are of types and / or polarizations different, so as to create a so-called diversity of antennas.
  • said down cables are related to power supplies said antennas and / or the transport of signals from said antennas.
  • the antennas must be powered because they are active.
  • the signals are transported from the antennas to the receiver (s).
  • a single cable (power / signal transport), for example of coaxial type, can be used to connect each antenna to the receiver.
  • the invention also relates to a method of decoupling antennas within a system of co-located antennas. of the type comprising at least two antennas active having the same phase center, said antennas being placed at one end high of a mast and being connected to down cables.
  • this method consists in making the mast in a dielectric material, and in having the filtering means on at least one of said down cables.
  • the invention therefore relates to a sensor of the type comprising an antenna system co-located (see fig. 4), a mast (at the top end of which the antennas are placed), and down cables (from the antennas to one or more receivers).
  • FIG. 1 only illustrates the connection, by via a single down cable 3, between one 1 of the system antennas co-located antennas and a receiver 2. It is clear that in reality, each antenna of the co-located antenna system is connected by a down cable to a receiver. Not all antennas are connected to the same receiver. Many antennas can use the same down cable (multiplexing technique).
  • the antenna 1 is placed at the high end of the mast 4, at a height H from the ground. She comprises an active part 1a and a radiating part 1b.
  • the active part too called antenna preamplifier, is contained in a metal case. She is defined as a function of the antenna radiation impedance, so as to obtain the best possible adaptation between the radiating part 1b and the descent cable 3 (by example at 50 ⁇ ).
  • the metal boxes of the active parts of the different antennas co-located are electrically isolated from each other and located immediately ends of the radiating parts.
  • the single down cable 3 ensures both the supply and the transport of signals from the antenna 1.
  • the mast 4 is made of a dielectric material. In the example illustrated on the Figure 1, it is hollow and the down cables 3 are placed inside.
  • each down cable 3 is associated with a plurality of filters 5 1 , 5 2 , ..., 5 n .
  • the first filter 5 1 is placed immediately at the outlet of the active part 1b of the antenna 1, from which extends the descent cable 3.
  • the last filter (s) 5 n is (are) placed at ground level. However, it is unnecessary to place filters along the entire length of the portion of the cable that rests on the ground, provided that the length of the portion of cable on which the filters are placed exceeds the height at which the antenna is placed.
  • each filter 5 comprises six ferrite toroids 6 1 to 6 6 , namely a torus 6 5 of type 4C65, three 6 1 , 6 2 and 6 6 , of type 4A11 and two 6 3 and 6 4 of type 3C85.
  • a space D of about 4 cm exists between two successive tori.
  • the filters are for example spaced apart by a distance E of approximately 30 to 50 cm. The attenuations obtained by these filters vary from 45 dB at the frequency of 6 MHz to 40 dB at the frequency of 30 MHz.
  • the down cable 3 is wound several times (for example between eight and nine turns) around each ferrite core 6. It is by example of a coaxial cable of type RG58. It is clear that on the portion of cable connected to the receiver 2, another type of cable can be used, such as for example a coaxial cable POPE H1000 type, low loss (1 dB per 100 m, from 3 MHz to 30 MHz) and high screen (outer sheath made of a copper strip).
  • a coaxial cable POPE H1000 type low loss (1 dB per 100 m, from 3 MHz to 30 MHz
  • high screen outer sheath made of a copper strip.
  • n turns in one direction then m turns in the opposite direction, crossing the ferrite following a diagonal (when changing direction).
  • n is substantially equal to m.
  • the sensor described above can be used in particular, but not exclusively, in HF (3 to 30 MHz), VHF (30 to 300 MHz) and UHF (300 MHz to 3 GHz).
  • the filters must be made with ferrites adapted to the working frequencies.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Radiation-Therapy Devices (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)

Description

Le domaine de l'invention est celui des systèmes d'antennes co-localisées, c'est-à-dire des systèmes électroniques comprenant une pluralité d'antennes actives regroupées en un même point de façon à avoir un même centre de phase.
Plus précisément, l'invention concerne un capteur du type comprenant un tel système d'antennes co-localisées, ainsi qu'un mât, à l'extrémité haute duquel sont placées les antennes, et des câbles de descente vers un (ou plusieurs) récepteur(s), auxquels sont connectées les antennes.
L'invention a de nombreuses applications, telles que par exemple :
  • la radiogoniométrie à station unique. En effet, la possibilité de remplacer, dans des algorithmes de recherche d'angles d'arrivées (azimut et élévation), la dimension espace par la connaissance des réponses d'antennes permet d'accéder aux valeurs d'angles souhaitées ;
  • la réjection de brouilleur ;
  • les transmissions, utilisant par exemple des réceptions sur plusieurs antennes (réception multivoie) ;
  • le filtrage pseudo-spatial (substitution de la dimension espace par la dimension diversité d'antennes) ;
  • la formation de faisceau ("beamforming" en anglais) ;
  • etc.
Pour de plus amples détails sur certaines de ces applications, on pourra se référer notamment aux articles suivants :
  • Communications :
    • L. Bertel, O. Lebaillif, Y. Leroux, R. Fleury, "Influence des Antennes et de la Propagation sur le comportement d'un système de transmission numérique en H.F. " AGARD, Athènes, Grèce- sept. 1995 ;
  • Mesures d'angles d'arrivées :
    • F. Marie, " Conception, réalisation et tests d'un capteur constitué d'antennes colocalisées en HF" PHD thesis of the University of Rennesl, 1999 ;
    • Y. Erhel, A. Edjeou, L. Bertel, "Contribution of the polarization diversity in H. F. direction finding systems", in Proceedings of the SPIE's 1994 International Symposium, 24-29 july 1994, San Diego, USA ;
    • F. Marie, L. Bertel, D. Lemur, Y. Erhel, "Comparison of HF direction finding experimental results obtained with circular and collocated antenna arrays", Ionospheric Effects Symposium 99, Alexandria, 3-6 May 1999;
    • Y. Erhel and L. Bertel, F. Marie "A method of direction finding operating on an array of colocated antennas". 1998 IEEE/APS/URSI/International Symposium, Atlanta, 21-26 june 1998 ;
  • Filtrage :
    • C. Le Meins, Y. Erhel. L. Bertel, F. Marie , « Source separation operating on a set of collocated antennas : theory and application in the HF band (3-30 MHz) ». 1999 Antenna Applications Symposium (IEEE), September 15-17, 1999. Monticello, USA.
Plus généralement, elle trouve son intérêt dans toutes les applications où l'on connaít et souhaite utiliser les réponses de différentes antennes co-localisées.
Par réponse d'antenne, on entend dans le cadre de la présence description une relation (généralement vectorielle) entre le champ électrique (ou magnétique) incident à une antenne et le signal présent en sortie de cette antenne. En utilisant des relations de polarisation déduites des équations de Maxwell, on montre que cette réponse peut être représentée par une quantité complexe dépendant du type de l'antenne, de son environnement. de sa position géographique (en hautes fréquences, typiquement 3-30 MHz) et de son orientation. D'une façon générale, les réponses des antennes peuvent être obtenues soit par calcul ou simulation, soit par différentes mesures effectuées sur le système d'antennes co-localisées.
L'utilisation des réponses des antennes n'est possible que si ces antennes sont bien découplées électromagnétiquement entre elles. Or, ce n'est pas le cas dans les capteurs proposés actuellement par les constructeurs. En effet, les inventeurs de la présente invention ont pu déterminer que dans les capteurs connus, il existe un couplage électromagnétique entre les antennes induit par l'existence de :
  • un premier type de couplage entre des distributions de courants présents sur les parties rayonnantes des antennes et des distributions de courants qui existent sur le mât conducteur ;
  • un second type de couplage entre des distributions de courants présents sur les parties rayonnantes des antennes et des distributions de courants qui existent sur les câbles de descente.
Les différentes distributions de courants précitées sont de nature surfacique.
La présente invention a notamment pour objectif de pallier cet inconvénient majeur de l'état de la technique.
Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un capteur du type précité (comprenant notamment un système d'antennes co-localisées, un mât et des câbles de descente), mais dont les antennes sont découplées électromagnétiquement entre elles.
L'invention a également pour objectif de permettre un tel découplage, de façon simple et peu coûteuse.
Un autre objectif de l'invention est de permettre un tel découplage dans une large gamme de fréquences.
Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaítront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un capteur du type comprenant un système d'antennes co-localisées, comprenant lui-même au moins deux antennes actives ayant un même centre de phase, lesdites antennes étant placées à une extrémité haute d'un mât et étant connectées à des câbles de descente.
Selon la présente invention, le mât est réalisé dans un matériau diélectrique, et le capteur comprend des moyens de filtrage disposés sur au moins un desdits câbles de descente, de façon à effectuer un découplage desdites antennes.
Le principe général de l'invention consiste donc à supprimer les premier et second types de couplage précités, en utilisant respectivement un mât diélectrique (suppression des distributions de courants sur le mât) et des moyens de filtrage sur les câbles de descente (atténuation, voire suppression, des distributions de courants sur ces câbles).
De façon avantageuse, lesdits moyens de filtrage comprennent des éléments de ferrites - préférentiellement des tores ou des tubes de ferrites - autour desquels est enroulé au moins un desdits câbles de descente.
Les caractéristiques des éléments de ferrites sont choisies de façon à introduire l'atténuation souhaitée (typiquement 30 dB) des courants surfaciques aux fréquences considérées. Les tores présentent une bonne efficacité du fait de la présence d'une boucle fermée. Par ailleurs, les tubes facilitent le montage puisque les câbles peuvent y être glissés aisément.
Avantageusement, lesdits éléments de ferrites sont d'au moins deux types différents. Ainsi, le filtrage est effectué dans une large bande de fréquences. L'ordre de placement du type de ferrite sur les câbles n'a pas d'importance.
Préférentiellement, lesdits moyens de filtrage comprennent au moins deux filtres répartis sur au moins un desdits câbles de descente, et chacun desdits filtres comprend au moins un élément de ferrite. Un tel espacement, régulier ou non, de filtres vise à optimiser la qualité du filtrage sur une longueur de câbles donnée et pour une bande de fréquences donnée.
De façon avantageuse, au moins un premier filtre, parmi lesdits au moins deux filtres, est placé immédiatement à la sortie des parties actives desdites antennes. Les parties actives des antennes sont parfois aussi appelées parties électronique.
Préférentiellement, au moins un dernier filtre, parmi lesdits au moins deux filtres, est placé au niveau du sol. En effet, s'il existe des courants surfaciques (de gaine), ceux-ci ont tendance à rechercher à rejoindre le potentiel le plus bas possible (zéro de l'alimentation ou terre). L'invention permet d'éviter qu'un courant induit sur une antenne induise un courant de gaine susceptible de rejoindre un zéro d'alimentation d'une autre antenne ou s'échapper vers la terre. Une fois que les lignes ont atteint le sol, les courants de gaine ne sont que faiblement générés et ont tendance à être naturellement attirés par le sol. Toutefois, par sécurité, on maintient quelques dispositifs de découplage (filtrage) au niveau du sol, par exemple sur quelques centimètres.
Avantageusement, chacune desdites antennes comprend une partie active et une partie rayonnante, et les parties actives desdites antennes sont contenues dans des boítiers métalliques isolés électriquement entre eux. De cette façon, on diminue encore les effets de couplage électromagnétique. En effet, on évite qu'un courant d'antenne s'échappe d'un boítier vers un autre.
De façon avantageuse, lesdits boítiers métalliques sont situés immédiatement à la sortie des parties rayonnantes desdites antennes. Ainsi, on évite la présence d'un tronçon de câble formant partie rayonnante non souhaitée. En d'autres termes, l'adaptation entre l'impédance de la partie rayonnante et l'impédance d'entrée des boítiers métalliques est optimisée.
Selon une variante avantageuse, lesdits moyens de filtrage comprennent au moins un câble optique formant au moins un desdits câbles de descente. L'absence de courant surfacique sur les câbles optiques permet d'éviter le second type de couplage précité (entre des distributions de courants présents sur les parties rayonnantes des antennes et des distributions de courants qui existent sur les câbles classiques, de type métallique).
Préférentiellement, la longueur de câble de descente sur laquelle sont disposés lesdits moyens de filtrage est limitée à la hauteur à laquelle sont placées lesdites antennes, à l'extrémité haute du mât.
En effet, il s'avère inutile de placer des filtres sur toute la longueur de la portion de chaque câble qui repose au sol, si la longueur de ce câble sur laquelle on a placé des filtres est au moins égale à la hauteur à laquelle est placée l'antenne correspondante.
Avantageusement, au moins un desdits câbles de descente est placé à l'intérieur dudit mât. On améliore ainsi l'esthétique globale du capteur. On notera que cette caractéristique, rendue possible du fait que le mât est en matériau diélectrique, ne constitue pas une contrainte de bon fonctionnement.
De façon avantageuse, au moins une desdites antennes est une antenne de type fouet active, remplaçant une antenne de type dipôle vertical. Il s'agit ici d'éviter qu'un élément rayonnant d'une antenne (tel un brin d'un dipôle vertical) se trouve à proximité immédiate des câbles de descente.
Avantageusement, lesdites antennes sont de types et/ou de polarisations différentes, de façon à créer une diversité dite d'antennes.
On notera que l'emploi de différents types d'antennes est intéressante car la décorrélation des signaux reçus reste liée aux réponses des antennes. Or, dans le cas de l'utilisation d'antennes d'un même type mais disposées différemment, ces réponses peuvent s'avérer trop voisines mathématiquement.
De façon avantageuse, lesdits câbles de descente sont relatifs aux alimentations desdites antennes et/ou au transport de signaux issus desdites antennes. On rappelle que les antennes doivent être alimentées car elles sont actives. Par ailleurs, les signaux sont transportés des antennes vers le(s) récepteur(s). Dans de nombreuses applications, un câble unique (alimentation/transport de signaux), par exemple de type coaxial, peut être utilisé pour relier chaque antenne au récepteur.
L'invention concerne également un procédé de découplage d'antennes au sein d'un système d'antennes co-localisées. du type comprenant au moins deux antennes actives ayant un même centre de phase, lesdites antennes étant placées à une extrémité haute d'un mât et étant connectées à des câbles de descente. Selon l'invention, ce procédé consiste à réaliser le mât dans un matériau diélectrique, et à disposer des moyens de filtrage sur au moins un desdits câbles de descente.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :
  • la figure 1 présente un schéma simplifié partiel d'un mode de réalisation particulier d'un capteur selon la présente invention ;
  • les figures 2 et 3 présentent de façon détaillée un mode de réalisation particulier des filtres apparaissant sur la figure 1 ;
  • la figure 4 présente une vue en perspective d'un mode de réalisation particulier des parties rayonnantes du système d'antennes co-localisées apparaissant sur la figure 1 ; et
  • la figure 5 présente un mode de réalisation particulier d'enroulage de câble autour d'un élément de ferrite.
L'invention concerne donc un capteur du type comprenant un système d'antennes co-localisées (cf. fig.4), un mât (à l'extrémité haute duquel sont placées les antennes), et des câbles de descente (depuis les antennes vers un ou plusieurs récepteurs).
Dans un souci de simplification, la figure 1 illustre uniquement la liaison, par l'intermédiaire d'un câble de descente unique 3, entre l'une 1 des antennes du système d'antennes co-localisées et un récepteur 2. Il est clair qu'en réalité, chaque antenne du système d'antennes co-localisées est reliée par un câble de descente à un récepteur. Toutes les antennes ne sont pas obligatoirement reliées au même récepteur. Plusieurs antennes peuvent utiliser un même câble de descente (technique de multiplexage).
L'antenne 1 est placée à l'extrémité haute du mât 4, à une hauteur H du sol. Elle comprend une partie active la et une partie rayonnante 1b. La partie active la, aussi appelée préamplificateur d'antenne, est contenue dans un boítier métallique. Elle est définie en fonction de l'impédance de rayonnement de l'antenne, de façon à obtenir la meilleure adaptation possible entre la partie rayonnante 1b et le câble de descente 3 (par exemple à 50 Ω). Les boítiers métalliques des parties actives des différentes antennes co-localisées sont isolés électriquement entre eux et situés immédiatement aux extrémités des parties rayonnantes.
Le câble de descente unique 3 assure à la fois l'alimentation et le transport des signaux issus de l'antenne 1.
Le mât 4 est réalisé dans un matériau diélectrique. Dans l'exemple illustré sur la figure 1, il est creux et les câbles de descente 3 sont placés à l'intérieur.
Afin de découpler les antennes, chaque câble de descente 3 est associé à une pluralité de filtres 51, 52, ..., 5n. Le premier filtre 51 est placé immédiatement à la sortie de la partie active 1b de l'antenne 1, à partir de laquelle s'étend le câble de descente 3. Le(s) dernier(s) filtre(s) 5n est (sont) placé(s) au niveau du sol. Toutefois, il est inutile de placer des filtres sur toute la longueur de la portion du câble qui repose au sol, à condition que la longueur de la portion de câble sur laquelle sont placés les filtres dépasse la hauteur à laquelle est placée l'antenne.
On présente maintenant, en relation avec les figures 2 et 3, un mode de réalisation particulier de ces filtres 51, 52, ..., 5n, utilisant des ferrites par exemple obtenues chez Philips Composants, sous les références suivantes :
  • TN36/23/15 4C65 violet;
  • TN36/23/15 4A11 rose ;
  • TN36/23/15 3C85 rouge.
Dans l'exemple illustré sur la figure 3. chaque filtre 5 comprend six tores de ferrites 61 à 66, à savoir un tore 65 de type 4C65, trois 61, 62 et 66, de type 4A11 et deux 63 et 64 de type 3C85. Un espace D d'environ 4 cm existe entre deux tores successifs. Le long du câble 3, les filtres sont par exemple espacés d'une distance E d'environ 30 à 50 cm. Les atténuations obtenues par ces filtres varient de 45 dB à la fréquence de 6 MHz à 40 dB à la fréquence de 30 MHz.
Comme illustré sur la figure 2, le câble de descente 3 est enroulé plusieurs fois (par exemple entre huit et neuf tours) autour de chaque tore de ferrite 6. Il s'agit par exemple d'un câble coaxial de type RG58. Il est clair que sur la portion de câble reliée au récepteur 2, on peut utiliser un autre type de câble, tel que par exemple un câble coaxial de type POPE H1000, de faible perte (1 dB au 100 m, de 3 MHz à 30 MHz) et à fort écran (gaine extérieure constituée d'un feuillard de cuivre).
Comme illustré sur la figure 5, pour améliorer l'effet de découplage. on peut faire n tours dans un sens puis m tours dans le sens inverse, en traversant la ferrite suivant une diagonale (lors du changement de sens). De préférence, n est sensiblement égal à m.
On présente maintenant, en relation avec la figure 4, une vue partielle d'un exemple de système à sept antennes co-localisées, comprenant les sept parties rayonnantes suivantes :
  • trois cadres placés orthogonalement. deux 41, 42 étant perpendiculaires entre eux dans un plan vertical, le troisième 43 étant placé horizontalement ;
  • deux dipôles horizontaux 44, 45, perpendiculaires entre eux ;
  • un dipôle vertical 46 (éventuellement remplacé par une antenne de type fouet active (non représentée), afin d'éviter qu'un brin du dipôle vertical se trouve à proximité immédiate des câbles de descente) ;
  • une antenne 47 dite XYZ.
Le capteur décrit ci-dessus peut être mis en oeuvre notamment, mais non exclusivement, en HF (3 à 30 MHz), VHF (30 à 300 MHz) et UHF (300 MHz à 3 GHz). Les filtres doivent être réalisés avec des ferrites adaptées aux fréquences de travail.
Il peut être utilisé dans de nombreuses applications, telles que notamment la radiogoniométrie, la réjection de brouilleur, les transmissions, le filtrage pseudo-spatial. la formation de faisceau ("beamforming" en anglais). ...

Claims (18)

  1. Capteur du type comprenant un système d'antennes co-localisées, comprenant lui-même au moins deux antennes actives (1 ; 41 à 47) ayant un même centre de phase, lesdites antennes étant placées à une extrémité haute d'un mât (4) et étant connectées à des câbles de descente (3),
    caractérisé en ce que ledit mât (4) est réalisé dans un matériau diélectrique,
    et en ce que ledit capteur comprend des moyens de filtrage (5 ; 51 à 5n) disposés sur au moins un desdits câbles de descente,
    de façon à effectuer un découplage desdites antennes.
  2. Capteur selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrage comprennent des éléments de ferrites (61 à 66) autour desquels est enroulé au moins un desdits câbles de descente (3).
  3. Capteur selon la revendication 2, caractérisé en ce que ledit au moins un câble de descente est enroulé autour de chaque élément de ferrite selon n tour(s) dans un premier sens et m tour(s) dans un second sens inverse, avec n et m ≥ 1.
  4. Capteur selon l'une quelconque des revendications 2 et 3, caractérisé en ce que lesdits éléments de ferrites appartiennent au groupe comprenant :
    des tores de ferrites (61 à 66) ;
    des tubes de ferrites.
  5. Capteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé en ce que lesdits éléments de ferrites sont d'au moins deux types différents.
  6. Capteur selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrage comprennent au moins deux filtres (5 ; 51 à 5n) répartis sur au moins un desdits câbles de descente,
    et en ce que chacun desdits filtres comprend au moins un élément de ferrite (61 à 66).
  7. Capteur selon la revendication 6, caractérisé en ce que chacune desdites antennes comprend une partie active (1b) et une partie rayonnante (1a),
    et en ce qu'au moins un premier filtre (51), parmi lesdits au moins deux filtres, est placé immédiatement à la sortie des parties actives desdites antennes.
  8. Capteur selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce qu'au moins un dernier filtre (5n), parmi lesdits au moins deux filtres, est placé au niveau du sol.
  9. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chacune desdites antennes comprend une partie active (1b) et une partie rayonnante (1a), et en ce que les parties actives desdites antennes sont contenues dans des boítiers métalliques isolés électriquement entre eux.
  10. Capteur selon la revendication 9, caractérisé en ce que lesdits boítiers métalliques sont situés immédiatement à la sortie des parties rayonnantes desdites antennes.
  11. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé en ce que lesdits moyens de filtrage comprennent au moins un câble optique formant au moins un desdits câbles de descente.
  12. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 11, caractérisé en ce que la longueur de câble de descente sur laquelle sont disposés lesdits moyens de filtrage est limitée à la hauteur (H) à laquelle sont placées lesdites antennes. à l'extrémité haute du mât.
  13. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 12. caractérisé en ce qu'au moins un desdits câbles de descente (3) est placé à l'intérieur dudit mât (4).
  14. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 13, caractérisé en ce qu'au moins une desdites antennes est une antenne de type fouet active, remplaçant une antenne de type dipôle vertical.
  15. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 14, caractérisé en ce que lesdites antennes sont de types et/ou de polarisations différentes, de façon à créer une diversité dite d'antennes.
  16. Capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 15, caractérisé en ce que lesdits câbles de descente (3) sont relatifs aux alimentations desdites antennes et/ou au transport de signaux issus desdites antennes.
  17. Procédé de découplage d'antennes au sein d'un système d'antennes co-localisées. du type comprenant au moins deux antennes actives (1 ; 41 à 47) ayant un même centre de phase, lesdites antennes étant placées à une extrémité haute d'un mât (4) et étant connectées à des câbles de descente (3),
    caractérisé en ce que ledit mât (4) est réalisé dans un matériau diélectrique,
    et en ce qu'on dispose des moyens de filtrage (5 ; 51 à 5n) sur au moins un desdits câbles de descente.
  18. Application du capteur selon l'une quelconque des revendications 1 à 16 à une technique appartenant au groupe comprenant :
    la radiogoniométrie ;
    la réjection de brouilleur ;
    les transmissions ;
    le filtrage pseudo-spatial ;
    la formation de faisceau.
EP00988923A 1999-12-20 2000-12-14 Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants Expired - Lifetime EP1240683B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9916113A FR2802711B1 (fr) 1999-12-20 1999-12-20 Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants
FR9916113 1999-12-20
PCT/FR2000/003544 WO2001047057A1 (fr) 1999-12-20 2000-12-14 Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1240683A1 EP1240683A1 (fr) 2002-09-18
EP1240683B1 true EP1240683B1 (fr) 2003-06-18

Family

ID=9553522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00988923A Expired - Lifetime EP1240683B1 (fr) 1999-12-20 2000-12-14 Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants

Country Status (11)

Country Link
US (1) US20030090428A1 (fr)
EP (1) EP1240683B1 (fr)
JP (1) JP2003518790A (fr)
AT (1) ATE243370T1 (fr)
AU (1) AU772757B2 (fr)
CA (1) CA2393570A1 (fr)
DE (1) DE60003465D1 (fr)
ES (1) ES2202213T3 (fr)
FR (1) FR2802711B1 (fr)
PT (1) PT1240683E (fr)
WO (1) WO2001047057A1 (fr)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102004039439A1 (de) * 2004-08-13 2006-02-23 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Empfangsantennensystem mit mehreren aktiven Antennen
DE102009015699A1 (de) * 2008-10-30 2010-05-06 Rohde & Schwarz Gmbh & Co. Kg Breitband-Antenne
US8730084B2 (en) * 2010-11-29 2014-05-20 King Abdulaziz City For Science And Technology Dual mode ground penetrating radar (GPR)
EP3091610B1 (fr) * 2015-05-08 2021-06-23 TE Connectivity Germany GmbH Système d'antenne et module d'antenne à réduction d'interférences entre des motifs rayonnants

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1247629A (en) * 1969-05-07 1971-09-29 Licentia Gmbh Improvements in and relating to dipole antenna arrangements
GB1318064A (en) * 1969-11-18 1973-05-23 Licentia Gmbh Short wave radio direction finders
US3680146A (en) * 1970-03-02 1972-07-25 Jerrold Electronics Corp Antenna system with ferrite radiation suppressors mounted on feed line
US4329690A (en) * 1978-11-13 1982-05-11 International Telephone And Telegraph Corporation Multiple shipboard antenna configuration
DE3619028A1 (de) * 1986-06-06 1987-12-10 Plath Naut Elektron Tech Peilantennenanordnung
FR2779235B1 (fr) * 1998-05-26 2002-11-29 Applic Rech Electronique Systeme d'antennes de radiogoniometrie

Also Published As

Publication number Publication date
ATE243370T1 (de) 2003-07-15
AU2526501A (en) 2001-07-03
US20030090428A1 (en) 2003-05-15
AU772757B2 (en) 2004-05-06
WO2001047057A1 (fr) 2001-06-28
ES2202213T3 (es) 2004-04-01
CA2393570A1 (fr) 2001-06-28
PT1240683E (pt) 2003-11-28
FR2802711B1 (fr) 2003-04-04
DE60003465D1 (de) 2003-07-24
JP2003518790A (ja) 2003-06-10
FR2802711A1 (fr) 2001-06-22
EP1240683A1 (fr) 2002-09-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2422403B1 (fr) Antenne multiple large bande a faible profil
EP0427654A1 (fr) Antenne en hélice, quadrifilaire, résonnante bicouche
FR2907602A1 (fr) Antenne a fils multiples a double polarisation.
CA2985023C (fr) Systeme antennaire a ondes de surface
FR2819346A1 (fr) Antenne planaire et dispositif de transmission bi-bande incluant cette antenne
EP1569297A1 (fr) Antenne à très large bande V-UHF
EP1466384A1 (fr) Dispositif pour la reception et/ou l emission d ondes e lectromagnetiques a diversite de rayonnement
FR2742003A1 (fr) Antenne et assemblage d'antennes pour la mesure d'une distribution de champ electromagnetique en micro-ondes
CA2800952C (fr) Antenne compacte large bande a tres faible epaisseur et a double polarisations lineaires orthogonales operant dans les bandes v/uhf
EP1523062B1 (fr) Antenne omnidirectionnelle pour la transmission et/ou la réception de signaux audio et/ou vidéo
EP2406854A1 (fr) Antenne bi-voie large bande vhf-uhf
EP1240683A1 (fr) Procede de decouplage d'antennes au sein d'un systeme d'antennes co-localisees, capteur et applications correspondants
US8487824B1 (en) Zero degree grid antenna
FR2644937A1 (fr) Antenne omnidirective en polarisation circulaire transversale a maximum de gain sous l'horizon
EP3163677A1 (fr) Structure antennaire ombilicale
WO2009077529A2 (fr) Antenne active tres large bande pour radar passif
EP2449629B1 (fr) Systeme antennaire compacte omnidirectionnel et large bande comportant deux acces emission et reception separes fortement decouples
EP4167378A1 (fr) Dispositif d'antennes radiofrequences isolees
EP3182512A1 (fr) Antenne multi-acces
EP2889955B1 (fr) Structure antennaire compacte pour télécommunications par satellites
FR3013909A1 (fr) Cornet, antennaire elementaire, structure antennaire et procede de telecommunication associes
FR2867904A1 (fr) Systeme de reception et de decodage d'ondes electromagnetiques muni d'une antenne compacte
FR3152094A1 (fr) Système antennaire et antenne réseau correspondante
FR3099002A1 (fr) Antenne sphere
FR2559962A1 (fr) Antenne de reception d'ondes electromagnetiques

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20020617

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

AX Request for extension of the european patent

Free format text: AL;LT;LV;MK;RO;SI

RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

Inventor name: BERTEL, LOUIS

Inventor name: MARIE, FRANCOIS

Inventor name: LEMUR, DOMINIQUE

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE TR

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT;WARNING: LAPSES OF ITALIAN PATENTS WITH EFFECTIVE DATE BEFORE 2007 MAY HAVE OCCURRED AT ANY TIME BEFORE 2007. THE CORRECT EFFECTIVE DATE MAY BE DIFFERENT FROM THE ONE RECORDED.

Effective date: 20030618

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030618

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030618

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030618

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030618

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: FRENCH

REF Corresponds to:

Ref document number: 60003465

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030724

Kind code of ref document: P

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030918

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030918

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030918

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030919

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20031025

LTIE Lt: invalidation of european patent or patent extension

Effective date: 20030618

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031214

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20031214

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20031231

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2202213

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20040319

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20041231

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20041231

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Payment date: 20051216

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20051219

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Payment date: 20051220

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20051229

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Payment date: 20060106

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20060109

Year of fee payment: 6

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061214

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070614

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20070614

GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20061214

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: MM4A

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20070831

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061214

BERE Be: lapsed

Owner name: *UNIVERSITE DE RENNES I

Effective date: 20061231

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20061215

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20061215

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20070102