EP2779304B1 - Antenne filaire pour émission HF par un engin sous marin - Google Patents

Antenne filaire pour émission HF par un engin sous marin Download PDF

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EP2779304B1
EP2779304B1 EP14159877.1A EP14159877A EP2779304B1 EP 2779304 B1 EP2779304 B1 EP 2779304B1 EP 14159877 A EP14159877 A EP 14159877A EP 2779304 B1 EP2779304 B1 EP 2779304B1
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EP
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radiating
wire antenna
antenna
conductors
transmission
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Jean-Baptiste Fievre
Pascal Rivet
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Naval Group SA
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Naval Group SA
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Publication date
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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/04—Adaptation for subterranean or subaqueous use
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/30—Means for trailing antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the present invention relates to a wire antenna for HF transmission by an underwater vehicle.
  • this type of antenna has a coaxial cable and a radiating end element.
  • This assembly is then for example towed by the underwater vehicle and drags behind it.
  • the antennas known in the state of the art have a certain number of drawbacks, in particular at the level of their very limited performance due to the impedance mismatch of this antenna, which results in reduced transmission efficiency.
  • the aim of the invention is therefore to resolve these problems.
  • the subject of the invention is a wire antenna for HF transmission by an underwater vehicle according to claim 1.
  • these figures illustrate a wire antenna for HF transmission by an underwater vehicle such as a submarine proper.
  • the antenna is designated by the general reference 1.
  • this antenna then comprises a coaxial cable designated by the general reference 2 and a radiating end element designated by the general reference 3.
  • This antenna is then towed behind an underwater vehicle such as a submarine proper and rises to the surface of the water (at the “diopter”) to allow data exchange and in particular HF emissions.
  • An intermediate electrode is placed between the two parts of this antenna 1, namely between the coaxial cable 2 and the radiating end element 3.
  • This intermediate electrode being designated by the general reference 4 on the figures 1 and 2 .
  • the end of the radiating end element 3 also has a terminal electrode 5.
  • the radiating end element also consists of a single-stranded member.
  • this element is formed by a multistrand member.
  • This multi-stranded member is formed by a support member which can also be called a core, at the periphery of which are distributed several radiating conductors carried by this support member and ensuring the exchanges.
  • the portion of coaxial cable 2 thus constitutes an offset cable towed behind the underwater vehicle.
  • the intermediate electrode 4 then provides the electrical interface between the conductive core of the coaxial cable 2 and the conductors of the stranded end of the element 3 of this antenna, as well as a possible recovery of a braid in the sea. of this coaxial cable.
  • the terminal electrode 5 conventionally enables the radiating element to be terminated.
  • Such a structure has a number of advantages over antenna systems of the state of the art.
  • the buoyancy of the multi-strand antenna end of the wire antenna according to the invention is greater than that of a single-strand configuration of the coaxial type, due to a lower weight.
  • This definition is essential for the envisaged application because transmission in HF band is only possible with an antenna perfectly on the dioptre, that is to say on the surface of the water.
  • the attenuation of the HF signal when passing through this diopter is such that a slightly submerged antenna does not function correctly in transmission.
  • the four radiating conductors for example from the multi-strand radiating end, are arranged at the periphery of a member such as a support cable or the like, making it possible to retain them.
  • the dimension characteristics such as the length of the various portions of the antenna for example make it possible to define, for example, a passband of the wire antenna in HF band, for example on the basis of a transmission in ⁇ / 4 at the frequency of 2 megahertz ie the bottom of the HF band.
  • the radiating end is made up, for example, of four regularly distributed conductors.
  • the conductors placed in short circuit or not are connected at the level of the terminal electrode by an operation, for example mechanical.

Description

  • La présente invention concerne une antenne filaire pour une émission HF par un engin sous marin.
  • On connait déjà dans l'état de la technique, par exemple par le document FR A 2 962 854 , des antennes filaires pour ce type d'applications.
  • En règle générale, ce type d'antenne comporte un câble coaxial et un élément d'extrémité rayonnant.
  • Cet ensemble est alors par exemple remorqué par l'engin sous marin et traîne derrière celui-ci.
  • Mais les antennes connues dans l'état de la technique présentent un certain nombre d'inconvénients notamment au niveau de leur performance très limitée du fait de la désadaptation d'impédance de cette antenne, ce qui se traduit par une efficacité réduite de la transmission.
  • Le but de l'invention est donc de résoudre ces problèmes.
  • A cet effet l'invention a pour objet une antenne filaire pour une émission HF par un engin sous-marin selon la revendication 1.
  • Suivant d'autres caractéristiques de l'antenne selon l'invention, prises seules ou en combinaison :
    • l'organe multibrins comporte un organe de soutien à la périphérie duquel sont disposés plusieurs conducteurs rayonnants ;
    • il est prévu au moins quatre conducteurs rayonnants ;
    • les conducteurs rayonnants sont disposés régulièrement autour de la périphérie de l'organe de support ;
    • une électrode intermédiaire de raccordement est placée entre le câble coaxial et l'élément d'extrémité rayonnant et une électrode terminale est placée à l'extrémité de cet élément d'extrémité rayonnant.
  • L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels :
    • la figure 1 représente une vue schématique d'une portion d'extrémité d'une antenne filaire selon l'invention, et
    • les figures 2 et 3 représentent respectivement des vues éclatées d'électrodes intermédiaire et terminale entrant dans la constitution d'une antenne filaire selon l'invention.
  • On a en effet illustré sur ces figures, une antenne filaire pour une émission HF par un engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit.
  • Sur ces figures, et en particulier sur la figure 1, l'antenne est désignée par la référence générale 1.
  • De façon classique, cette antenne comporte alors un câble coaxial désigné par la référence générale 2 et un élément d'extrémité rayonnant désigné par la référence générale 3.
  • Cette antenne est alors emorquée derrière une engin sous-marin tel qu'un sous-marin proprement dit et remonte à la surface de l'eau (au « dioptre ») pour permettre des échanges de données et en particulier des émissions HF.
  • Une électrode intermédiaire est placée entre les deux parties de cette antenne 1, à savoir entre le câble coaxial 2 et l'élément d'extrémité rayonnant 3.
  • Cette électrode intermédiaire étant désignée par la référence générale 4 sur les figures 1 et 2.
  • L'extrémité de l'élément d'extrémité rayonnant 3 comporte également une électrode terminale 5.
  • Ces électrodes ont pour fonction respectivement de permettre le raccordement des deux portions de ce câble entre elles pour l'électrode 4 et de terminer celui-ci pour l'électrode 5.
  • Dans l'état de la technique, l'élément d'extrémité rayonnant est également constitué par un organe monobrin.
  • Dans l'antenne filaire selon l'invention, cet élément est formé par un organe multibrins.
  • Cet organe multibrins est formé par un organe de support que l'on peut également appeler une âme, à la périphérie duquel sont répartis plusieurs conducteurs rayonnants portés par cet organe de support et assurant les échanges.
  • Ainsi par exemple quatre conducteurs rayonnants régulièrement répartis autour de cet organe de support peuvent être envisagés.
  • La portion de câble coaxial 2 constitue ainsi un câble de déport pris en remorque derrière l'engin sous marin.
  • L'électrode intermédiaire 4 assure alors l'interface électrique entre l'âme conductrice du câble coaxial 2 et les conducteurs de l'extrémité multibrins de l'élément 3 de cette antenne, ainsi qu'une reprise à la mer éventuellement d'une tresse de ce câble coaxial.
  • Comme indiqué, l'électrode terminale 5 permet de façon classique de terminer l'élément rayonnant.
  • Une telle structure présente un certain nombre d'avantages par rapport aux systèmes d'antenne de l'état de la technique.
  • En effet, la flottabilité de l'extrémité antennaire multibrins de l'antenne filaire selon l'invention est supérieure à celle d'une configuration monobrin de type coaxial, en raison d'un poids inférieur.
  • Cette définition est essentielle pour l'application envisagée car la transmission en bande HF n'est possible qu'avec une antenne parfaitement au dioptre, c'est-à-dire à la surface de l'eau.
  • L'atténuation du signal HF au passage de ce dioptre est telle qu'une antenne légèrement immergée ne fonctionne pas correctement en émission.
  • Les quatre conducteurs rayonnants par exemple de l'extrémité rayonnante multibrins sont disposés à la périphérie d'un organe tel qu'un câble de support ou autre, permettant de retenir ceux-ci.
  • Comparativement à une solution d'extrémité monobrin centré à l'intérieur du câble coaxial, l'intégration de plusieurs conducteurs en périphérie de l'organe de support assure un transfert d'énergie rayonnée supérieure pour la raison évoquée précédemment.
  • De plus, disposer de conducteurs au dioptre ou au dessus de ce dioptre améliore grandement l'efficacité de transmission en bande HF.
  • Les caractéristiques de dimension comme par exemple de longueur des différentes portions de l'antenne permettent de définir par exemple une bande passante de l'antenne filaire en bande HF par exemple sur la base d'une émission en λ/4 à la fréquence de 2 mégahertz c'est-à-dire le bas de la bande HF.
  • L'extrémité rayonnante est composée par exemple de quatre conducteurs régulièrement répartis.
  • Un nombre différent de conducteurs peut bien entendu être envisagé de même qu'une autre répartition.
  • Cette caractéristique permet de gérer l'impédance en court circuit de l'antenne. Les conducteurs placés en court circuit ou non sont reliés au niveau de l'électrode terminale par une opération par exemple mécanique.
  • Il va de soi bien entendu que d'autres modes de réalisation encore peuvent être envisagés.

Claims (4)

  1. Antenne filaire adaptée pour émettre en hautes fréquences, destinée à être remorquée par un engin sous-marin, ladite antenne filaire comportant :
    - un câble coaxial (2), destiné à être relié à l'engin sous-marin ;
    - un élément d'extrémité rayonnant (3), apte à flotter à la surface de l'eau ; et
    - une électrode intermédiaire (4), raccordant le câble coaxial (2) à l'élément d'extrémité rayonnant (3) ;
    l'antenne filaire étant caractérisée en ce que l'élément d'extrémité rayonnant (3) comporte un organe de support à la périphérie duquel sont disposés plusieurs conducteurs rayonnants.
  2. Antenne filaire selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément d'extrémité rayonnant4 (3) comporte au moins quatre conducteurs rayonnants.
  3. Antenne filaire selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que les conducteurs rayonnants sont disposés régulièrement autour de la périphérie de l'organe de support.
  4. Antenne filaire selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'une électrode terminale (5) est placée à une extrémité de l'élément d'extrémité rayonnant (3) à l'opposé de l'électrode intermédiaire (4).
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