FR2518825A1

FR2518825A1 - SHORT ANTENNA FOR PORTABLE ELECTROMAGNETIC WAVE TRANSMITTER-RECEIVER

Info

Publication number: FR2518825A1
Application number: FR8123732A
Authority: FR
Inventors: Joel Jeannolle; Michel Fiat
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1981-12-18
Filing date: 1981-12-18
Publication date: 1983-06-24
Also published as: FR2518825B1; EP0083262A1; AR229196A1

Abstract

L'ANTENNE SELON L'INVENTION COMPREND PLUSIEURS LAMES 2, 3, 4, 5, 6, 7 A PEU PRES PLANES, DE LONGUEURS DIFFERENTES, AYANT DES GRANDS AXES PARALLELES ENTRE EUX ET SITUES DANS UN MEME PLAN PERPENDICULAIRE AUX FACES DES LAMES; LES LAMES ETANT EMPILEES DANS LE SENS DE LEUR EPAISSEUR ET FIXEES PAR UNE DE LEURS EXTREMITES A UN MEME EMBOUT DE CONNEXION 1, LA LONGUEUR DES LAMES EST DETERMINEE POUR QUE L'EPAISSEUR H TOTALE DES LAMES EMPILEES EN UN POINT QUELCONQUE SOIT A PEU PRES PROPORTIONNELLE A LA RACINE CARREE DE LA DISTANCE SEPARANT CE POINT, DE L'EXTREMITE P DE L'ANTENNE OPPOSEE A L'EMBOUT DE CONNEXION, LE MAINTIEN DES LAMES ENTRE ELLES EST ASSURE PAR UN DISPOSITIF 17, ENTOURANT TOUT OU PARTIE DE L'ANTENNE, A L'INTERIEUR DUQUEL LES LAMES PEUVENT COULISSER. APPLICATION: EMETTEURS-RECEPTEURS RADIOELECTRIQUES PORTABLES.THE ANTENNA ACCORDING TO THE INVENTION INCLUDES SEVERAL BLADES 2, 3, 4, 5, 6, 7 A LITTLE NEARLY FLAT, OF DIFFERENT LENGTHS, HAVING LARGE AXES PARALLEL BETWEEN THEM AND LOCATED IN THE SAME PERPENDICULAR PLANE TO THE FACES OF THE BLADES; THE BLADES BEING STACKED IN THE DIRECTION OF THEIR THICKNESS AND FIXED BY ONE OF THEIR ENDS TO THE SAME CONNECTION 1, THE LENGTH OF THE BLADES IS DETERMINED SO THAT THE TOTAL THICKNESS OF THE STACKED BLADES AT ANY POINT WHICH IS NEARLY PROPORTIONAL AT THE SQUARE ROOT OF THE DISTANCE SEPARATING THIS POINT, FROM THE END P OF THE ANTENNA OPPOSED TO THE CONNECTION END, THE BLADES MAINTAINING THEM BETWEEN THEM IS PROVIDED BY A DEVICE 17, SURROUNDING ALL OR PART OF THE ANTENNA, INSIDE WHICH THE BLADES CAN SLIDE. APPLICATION: PORTABLE RADIOELECTRIC TRANSMITTERS.

Description

ANTENNE COURTE POUR EMETTEUR-RECEPTEURSHORT ANTENNA FOR TRANSCEIVER-RECEIVER

D'ONDES ELECTROMAGNETIQUES PORTABLEPORTABLE ELECTROMAGNETIC WAVES

La présente invention concerne une antenne courte, pour émet- The present invention relates to a short antenna for transmitting

teur-récepteur d'ondes électromagnétiques portable. portable electromagnetic wave-receiver.

Les antennes de ce type ont quelquefois à fonctionner dans un environnement naturel, tel que des sous bois qui peut mettre à rude épreuve leur résistance mécanique Dans ces conditions d'exploitation, l'antenne ne doit pas gêner l'avance de l'opérateur, elle doit pouvoir se plier facilement au contact des obstacles et reprendre le plus rapidement possible sa position rectiligne verticale lorsque l'obstacle a disparu afin Antennas of this type sometimes have to operate in a natural environment, such as undergrowth that can put a strain on their mechanical strength Under these operating conditions, the antenna must not interfere with the advance of the operator, it must be able to bend easily in contact with obstacles and resume as soon as possible its vertical rectilinear position when the obstacle has disappeared so

d'assurer au mieux sa fonction d'antenne Pour obtenir une bonne résis- to best ensure its antenna function To obtain a good resistance

tance mécanique de l'antenne, plusieurs réalisations sont déjà connues. mechanical strength of the antenna, several achievements are already known.

Dans une première réalisation l'antenne est constituée par plu- In a first embodiment the antenna is constituted by several

sieurs lames métalliques, juxtaposées dans le sens de leur épaisseur et orientées de façon que les directions de leurs grands axes soient parallèles entre elles, les lames étant fixées par une de leurs extrémités à un embout de connexion et entre elles par des points intermédiaires situés le long de l'axe longitudinal de l'antenne à l'aide de rivets Les lames de métal sont légèrement courbées dans le sens de la largeur Les lames sont assemblées par groupes et de façon que les plus petites soient situées à sieurs metal blades, juxtaposed in the direction of their thickness and oriented so that the directions of their major axes are parallel to each other, the blades being fixed by one of their ends to a connector end and between them by intermediate points located on the along the longitudinal axis of the antenna using rivets The metal blades are slightly bent in the width direction The blades are assembled in groups and so that the smaller ones are located at

l'extérieur de l'antenne.the outside of the antenna.

Cette réalisation présente des inconvénients à la fois électriques et mécaniques En effet, le courant haute fréquence qui se déplace sur les lames extérieures de l'antenne rencontre des discontinuités à chaque changement de longueur de lame Ces discontinuités introduisent des This embodiment has both electrical and mechanical disadvantages. Indeed, the high frequency current that moves on the outer blades of the antenna encounters discontinuities with each change of blade length. These discontinuities introduce

perturbations qui nuisent au bon fonctionnement du poste émetteur- disturbances affecting the proper functioning of the transmitting

récepteur Ces discontinuités apparaissent d'ailleurs d'autant plus gênan- These discontinuities appear moreover all the more embarrassing.

tes lorsque l'antenne est peinte Pour assurer une bonne continuité électrique, les rivets sont parfois en cuivre donc peu résistants Le blocage mécanique des lames, fait que les efforts sur le métal sont très importants au changement de section, car à ces endroits, les variations When the antenna is painted To ensure a good electrical continuity, the rivets are sometimes made of copper so little resistant The mechanical blocking of the blades, makes the efforts on the metal are very important to the change of section, because in these places, the variations

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-2 brutales de section provoquent des efforts tranchants importants Par ailleurs, la traversée des rivets crée des zones de concentration de contraintes aux endroits o les efforts sont les plus importants et -2 brutal section cause significant sharp forces In addition, the crossing rivets creates areas of stress concentration where the efforts are the most important and

empêche le glissement des lames les unes par rapport aux autres. prevents sliding of the blades relative to each other.

Selon une autre réalisation, des rivets passent au travers de lumières ménagées dans les lames de l'antenne de façon à permettre un glissement relatif des rivets par rapport aux lames, et les lames de plus grandes longueurs sont disposées à l'extérieur de l'antenne La solution adoptée pour cette dernière réalisation améliore largement les propriétés mécaniques et électriques de l'antenne, toutefois la présence des rivets entraîne un phénomène d'usure de ceux-ci qui nuisent à la longue aux In another embodiment, rivets pass through slots in the blades of the antenna so as to allow relative sliding of the rivets relative to the blades, and the longer length blades are disposed outside the Antenna The solution adopted for this last embodiment largely improves the mechanical and electrical properties of the antenna, however the presence of the rivets leads to a phenomenon of wear of these which in the long run

propriétés mécaniques de l'antenne. mechanical properties of the antenna.

L'invention a pour but de remédier à ces inconvénients. The object of the invention is to remedy these drawbacks.

A cet effet l'invention a pour objet, une antenne courte pour For this purpose the object of the invention is a short antenna for

émetteur-récepteur d'ondes électromagnétiques portable comprenant plu- portable electromagnetic wave transceiver including

sieurs lames, à peu près planes, de longueurs différentes, ayant des grands axes parallèles entre eux et situés dans un même plan perpendiculaire aux faces des lames, les lames étant empilées dans le sens de leur épaisseur et fixées par une de leurs extrémités à un même embout de connexion, caractérisée en ce que la longueur des lames est déterminée pour que l'épaisseur totale des lames, empilées en un point quelconque, soit à peu près proportionnelle à la racine carrée de la distance séparant ce point, de l'extrémité de l'antenne opposée à l'embout de connexion et en ce que le maintien des lames entre elles est assuré par un dispositif isolant, entourant tout o partie de l'antenne à l'intérieur duquel les lames two blades, approximately flat, of different lengths, having large axes parallel to each other and lying in the same plane perpendicular to the faces of the blades, the blades being stacked in the direction of their thickness and fixed by one of their ends to a same connecting end, characterized in that the length of the blades is determined so that the total thickness of the blades, stacked at any point, is approximately proportional to the square root of the distance separating this point, the end of the antenna opposite to the connection end and in that the maintenance of the blades between them is provided by an insulating device, surrounding all o part of the antenna inside which the blades

peuvent coulisser.can slide.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront Other features and advantages of the invention will become apparent

au cours de la description faite au regard des dessins annexés, donnés in the description given with reference to the accompanying drawings, given

uniquement à titre d'exemple et dans lesquels: la figure 1 est une vue en coupe longitudinale de l'antenne selon l'invention, la figure 2 est une vue en coupe transversale de l'antenne selon l'invention. L'antenne représentée à la figure l comprend un embout I et un ensemble de six lames plates numérotées de 2 à 7 L'embout l se compose d'une tige filetée 9, d'un trou lisse 10 pratiqué dans l'axe de la tige 9 et-un only by way of example and in which: Figure 1 is a longitudinal sectional view of the antenna according to the invention, Figure 2 is a cross-sectional view of the antenna according to the invention. The antenna shown in FIG. 1 comprises a tip I and a set of six flat blades numbered from 2 to 7. The tip 1 consists of a threaded rod 9, a smooth hole 10 made in the axis of the rod 9 and-one

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support de lames Il Le trou lisse 10 est destiné à recevoir la broche de connexion, non représentée, de l'antenne pour assurer sa liaison au poste émetteur-récepteur également non représenté Le support de lames Il est constitué par un épaulement 12 et par une butée 13 perpendiculaire à la face plane de l'épaulement 12 Les lames 2 à 7 ont chacune une de leurs extrémités en contact avec la face plane de l'épaulement 12 et sont maintenues serrées entre cuir et chair entre la butée 13 et une plaque amovible 14 par l'intermédiaire des rivets 15 et 16 Les lames 2 à 7 sont empilées dans le sens de leur épaisseur entre la butée 13 du support de lames et la plaque 14 de façon que les lames 2 et 7 qui ont les plus grandes longueurs se trouvent situées à l'extérieur -des autres lames de part et d'autre de celles-ci La longueur des lames est définie pour que l'épaisseur totale des lames empilées, au niveau de chaque point de l'axe central (A, A'), corresponde à peu près à la forme théorique qu'aurait une 1 poutre pleine équivalente, en même matériau que celui composant les lames et d'égale résistance, encastrée à une extrémité et chargée à l'autre extrémité Par analogie à une poutre homogène, si h désigne l'épaisseur de la poutre, en un point situé à une distance x de l'extrémité opposée à l'extrémité encastrée, un calcul simplifié de résistance des matériaux montre que l'épaisseur de la poutre est proportionnelle à la racine carrée de la distance x suivant la relation h = A\/x ( 1) Suivant le mode de réalisation de l'antenne de la figure 1, le nombre de lames constituant l'antenne 1 va croissant au fur et à mesure que l'on s'éloigne de l'extrémité de l'antenne opposée à l'embout de connexion Les transitions du nombre de lames le long de l'axe longitudinal de l'antenne apparaissent aux points P à P 5 de la figure 1 Ainsi au point The smooth hole 10 is intended to receive the connecting pin, not shown, of the antenna to ensure its connection to the transceiver station also not shown The blade support It is constituted by a shoulder 12 and by a stop 13 perpendicular to the flat face of the shoulder 12 The blades 2 to 7 each have one of their ends in contact with the flat face of the shoulder 12 and are held tight between leather and flesh between the stop 13 and a removable plate 14 through the rivets 15 and 16 The blades 2 to 7 are stacked in the direction of their thickness between the stop 13 of the blade holder and the plate 14 so that the blades 2 and 7 which have the greatest lengths are are located on the outside of the other blades on either side of them The length of the blades is defined so that the total thickness of the stacked blades, at each point of the central axis (A, A '), corresponds to little close to the theoretical form that would have a 1 equivalent full beam, of the same material as that comprising the blades and equal resistance, recessed at one end and loaded at the other end By analogy to a homogeneous beam, if h denotes the thickness of the beam, at a point x at the end opposite to the embedded end, a simplified calculation of material strength shows that the thickness of the beam is proportional to the square root of the distance x following the relationship h = A \ / x (1) According to the embodiment of the antenna of Figure 1, the number of blades constituting the antenna 1 is increasing as we move away from the end of the antenna opposite to the connecting tip The transitions of the number of blades along the longitudinal axis of the antenna appear at points P to P 5 of FIG.

PO situé à l'extrémité opposée de l'embout de connexion l'antenne compor- PO located at the opposite end of the connection tip the antenna comprising

te une lame, et au point P,, situé à gauche du point Po, l'antenne comporte deux lames à gauche et une lame à droite Au point P 2 intermédiaire entre le point P 3 et le point Pl l'antenne comporte trois lames à gauche et deux lames à droite De même, aux points P 3, P 4 et P, le nombre de lames situées à gauche de ces points est respectivement de 4, 5 et 6 lames Le nombre N de lames situées au niveau de l'embout est naturellement fonction des contraintes appliquées aux sections des lames situées à l'endroit de cet embout, de la résistance mécanique des lames utilisées et de l'épaisseur de celles-ci Si N désigne le nombre de lames a blade, and at the point P ,, located to the left of the point Po, the antenna has two blades on the left and a blade on the right At point P 2 intermediate the point P 3 and the point P1 the antenna has three blades on the left and two blades on the right Similarly, at the points P 3, P 4 and P, the number of blades to the left of these points is respectively 4, 5 and 6 blades The number N of blades located at the level of the The tip is naturally a function of the stresses applied to the sections of the blades located at the location of this tip, the mechanical strength of the blades used and the thickness of the blades If N denotes the number of blades

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situées au niveau de l'embout, et e l'épaisseur d'une lame, le produit N e est, selon la formule ( 1) précédente, proprotionnel à la racine carrée de la longueur L de l'antenne De même, si N désigne le nombre de lames situées à droite d'un point intermédiaire de transition, le produit du nombre N par l'épaisseur e d'une lame doit être également proportionnel selon la formule ( 1) précédente à la racine carrée de la distance entre le point intermédiaire considéré et l'extrémité opposée à l'embout de connexion On en déduit que le quotient du nombre N par le nombre N de lames se trouve égal à la racine carrée de la longueur de l'antenne divisée par la distance x séparant un point intermédiaire de l'extrémité opposée à l'embout de connexion La distance x séparant un point de transition de l'extrémité opposée à l'embout de-connexion est par suite déterminée par la formule x = L(M) ( 2) Comme la longueur d'une lame est approximativement égale à la longueur L de l'antenne retranchée de la distance x séparant l'extrémité de la lame de l'extrémité de l'antenne, la longueur d'une lame est déterminée par la relation 1 = L(l -(n) Y Le maintien des lames entre elles est assuré par un dispositif isolant 17 en élastomère ou en matière plastique thermo durcissable formant une gaine diélectrique isolante entourant l'ensemble des lames et recouvrant également, si nécessaire, le support de lame 16 pour améliorer located at the tip, and e the thickness of a blade, the product N e is, according to the formula (1) above, proprotional to the square root of the length L of the antenna Similarly, if N denotes the number of blades to the right of an intermediate transition point, the product of the number N by the thickness e of a blade must also be proportional according to formula (1) preceding the square root of the distance between the intermediate point considered and the opposite end to the connection tip It follows that the quotient of the number N by the number N of blades is equal to the square root of the length of the antenna divided by the distance x separating a intermediate point of the end opposite the connection tip The distance x separating a transition point from the end opposite to the connection tip is therefore determined by the formula x = L (M) (2) As the length of a blade is approximately equal to the length L of the antenna removed from the distance x separating the end of the blade from the end of the antenna, the length of a blade is determined by the relation 1 = L (l - (n) Y blades between them is provided by an insulating device 17 made of elastomer or thermosetting plastic material forming an insulating dielectric sheath surrounding all the blades and also covering, if necessary, the blade support 16 to improve

sa robustesse, ou composé de passants métalliques ou isolants non repré- its robustness, or composed of metallic loops or insulation not shown

sentés, répartis régulièrement le long des lames et fixés chacun sur une felt, evenly distributed along the blades and each fixed on a

seule lame extérieure La gaine mécanique 17 a aussi pour rôle d'amé- only outer blade The mechanical sleeve 17 also has the role of improving

liorer le contact à la main, de diminuer le bruit acoustique de l'antenne, d'amortir les vibrations mécaniques qui peuvent se produire lorsque improve the contact by hand, reduce the acoustic noise of the antenna, dampen the mechanical vibrations that can occur when

l'antenne est soumise à un choc.the antenna is shocked.

Pour augmenter les qualités électriques de l'antenne à très haute fréquence, les deux grandes lames extérieures 2 et 7 pourront être To increase the electrical qualities of the antenna at very high frequency, the two large outer blades 2 and 7 can be

cuivrées avec un revêtement adapté à la fréquence de l'onde électroma- copper coated with a coating adapted to the frequency of the electromagnetic wave.

gnétique rayonnée par l'antenne Dans ce dernier mode de réalisation o le courant haute fréquence circule uniquement sur la surface extérieure des lames extérieures, les lames intérieures pourront être réalisées dans un matériau isolant, par exemple, -en une matière plastique suffisamment résiliante, souple et robuste ou un élastomère De façon à faciliter le glissement des lames les unes par rapport aux autres lorsque l'antenne est In this latter embodiment where the high frequency current flows only on the outer surface of the outer blades, the inner blades may be made of an insulating material, for example, in a sufficiently resilient, flexible plastic material. and robust or an elastomer so as to facilitate the sliding of the blades relative to each other when the antenna is

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fléchie sur elle-même le graissage des lames intérieures pourra être effectué Egalement pour faciliter le centrage des lames les unes par rapport aux autres, et augmenter la raideur de l'ensemble, chaque lame pourra être légèrement courbée dans le sens de la largeur comme cela est représenté sur la coupe de la figure 2, qui montée l'assemblage des lames flexed on itself the greasing of the inner blades can be performed Also to facilitate the centering of the blades relative to each other, and increase the stiffness of the assembly, each blade can be slightly bent in the width direction as this is shown in the section of Figure 2, which assembles the blade assembly

2, 3 et 7.2, 3 and 7.

Bien que les principes de la présente invention aient été décrits cidessus en relation avec un exemple particulier de réalisation, il faut Although the principles of the present invention have been described above in relation to a particular embodiment, it is necessary to

comprendre que la description n'a été faite qu'à titre d'exemple -et n'en understand that the description has been made only as an example - and

limite pas la portée de l'invention. does not limit the scope of the invention.

Claims

1 Short Antenna for Electromagnetic Wave Transceiver

portable tick comprising a plurality of blades (2, 3, 4, 5, 6, 7), approximately flat, of different lengths, having large axes parallel to each other and situated in the same plane perpendicular to the faces of the blades, the blades being stacked in the direction of their thickness and fixed by one of their ends to the same connecting end (1), characterized in that the length of the blades is determined so that the total thickness (h) of the blades stacked at any point is approximately proprotional at the square root of the distance separating this point, from the end (P) of the antenna opposed to the connecting end and in that the maintenance of the blades between them is provided by a device ( 17) surrounding all or part

of the antenna inside which the blades can slide.

Antenna according to Claim 1, characterized in that the

outer blades (2, 7) have the largest lengths.

Antenna according to one of Claims 1 to 2,

characterized in that the blades all have the same thickness.

Antenna according to one of Claims 1 to 3,

characterized in that the length of a blade is approximately determined according to its stacking level by the relation I = L (l- (n)) o L

is the length of the antenna, N is the number of juxtaposed

the number of blades stacked between the end of the blade

the opposite antenna to the connection tip.

Antenna according to one of Claims 1 to 4,

characterized in that the outer blades (2, 7) have a copper coating.

Antenna according to one of Claims 1 to 5,

characterized in that the inner blades are steel.

Antenna according to one of Claims 1 to 5,

characterized in that the inner blades are of electrically

insulation.

Antenna according to one of Claims 1 to 7,

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characterized in that the device for holding the blades together,

is in non-conductive matter of electricity.

Antenna according to any one of claims 1 to 7,

characterized in that the device for holding the blades together is constituted by metal loops or insulators each fixed on a

only outer blade.

Antenna according to one of Claims 1 to 9,

characterized in that the inner blades are lubricated.