FR2602614A1 - Transmission antenna capable of firing along several axes - Google Patents
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Abstract
Description
Antenne d'émission capable de tirer selon plusieurs axes
La présente invention se rapporte aux antennes d'émission, comportant plusieurs éléments d'antenne (aerial element dans la littérature anglo-saxonne) et un dispositif de commutation pour déterminer, par modification des conditions de fonctionnement des éléments d'antenne, plusieurs axes de tir.Transmission antenna capable of firing on several axes
The present invention relates to transmission antennas, comprising several antenna elements (aerial element in English literature) and a switching device for determining, by modification of the operating conditions of the antenna elements, several axes of shoot.
De telles antennes sont connues qui, par exemple, comportent quatre éléments d'antenne constitués par quatre pylônes disposés en rectangle et fonctionnant selon deux modes différents : un fonctionnement à diagramme directif avec une structure d'antenne où les deux pylônes d'un grand côté du rectangle sont utilisés en éléments actifs et où les deux autres sont utilisés en éléments réflecteurs, et un fonctionnement à diagramme large avec une structure d'antenne où un pylône est utilisé en élément actif, où le pylône diagonalement opposé est utilisé en élément réflecteur et où les deux autres pylônes ne sont pas utilisés. Une telle antenne ne permet pas de couvrir tous les azimuts avec ses deux diagrammes et nécessite des circuits d'alimentation et d'accord totalement différents d'une structure à l'autre. Such antennas are known which, for example, have four antenna elements constituted by four pylons arranged in a rectangle and operating in two different modes: a directional diagram operation with an antenna structure where the two pylons on a large side of the rectangle are used in active elements and where the other two are used in reflective elements, and a wide diagram operation with an antenna structure where a pylon is used in active element, where the diagonally opposite pylon is used in reflective element and where the other two pylons are not used. Such an antenna does not make it possible to cover all the azimuths with its two diagrams and requires totally different supply and tuning circuits from one structure to another.
I1 existe d'autres antennes comportant plusieurs pylônes, pouvant fonctionner avec deux diagrammes de rayonnement différents et où, chaque fois, tous les pylônes sont utilisés en éléments actifs ; les deux diagrammes nécessitent des circuits d'alimentation, avec des répartitions de puissance difficiles à mettre au point. There are other antennas comprising several pylons, which can operate with two different radiation patterns and where, each time, all the pylons are used as active elements; the two diagrams require supply circuits, with power distributions that are difficult to develop.
La présente invention a pour but d'éviter ou, pour le moins, de réduire ces inconvénients tout en proposant une antenne capable de couvrir, par des commutations simples, tous les azimuts. Ceci est obtenu par une antenne à laquelle sont données, par des commutations simples, différentes structures qui, au moins sensiblement, sont semblables et se déduisent les unes des autres par des rotations. The present invention aims to avoid or, at least, reduce these drawbacks while providing an antenna capable of covering, by simple switching, all azimuths. This is obtained by an antenna to which are given, by simple commutations, different structures which, at least substantially, are similar and are deduced from each other by rotations.
Selon l'invention, une antenne d'émission comportant n éléments d'antenne et un dispositif de commutation pour déterminer, par modification des conditions de fonctionnement des éléments d'antenne, plusieurs axes de tir, est caractérisée en ce que les éléments d'antenne sont régulièrement répartis sur un cercle, en ce que le dispositif de commutation est destiné à déterminer n structures d'antenne pour tirer dans n axes de tir distincts, les n structures correspondant à n configurations des éléments d'antenne où au plus deux éléments d'antenne et au moins un élément d'antenne forment des éléments actifs, les autres éléments d'antenne formant des éléments directeurs ou des éléments réflecteurs selon qutils sont placés devant ou derrière les éléments actifs et en ce que les n configurations des éléments d'antenne se déduisent les unes des autres par des rotations autour du centre du cercle. According to the invention, a transmitting antenna comprising n antenna elements and a switching device for determining, by modification of the operating conditions of the antenna elements, several firing axes, is characterized in that the elements of antenna are regularly distributed on a circle, in that the switching device is intended to determine n antenna structures for firing in n separate firing axes, the n structures corresponding to n configurations of the antenna elements where at most two elements antenna and at least one antenna element form active elements, the other antenna elements forming directing elements or reflecting elements depending on whether they are placed in front of or behind the active elements and in that the n configurations of the elements 'antenna are deduced from each other by rotations around the center of the circle.
La présente invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques apparaitront à l'aide de la description ciaprès et des figures sty rapportant, qui représentent:
- la figure 1, une vue schématique de dessus d'une
antenne selon l'invention,
- la figure 2, une vue plus détaillée d'une partie de
l'antenne selon la figure 1,
- la figure 3, des diagrammes de rayonnement relatifs à
l'antenne selon les figures 1 et 2,
- la figure 4, une vue d'une maquette ayant servi à la
détermination de l'antenne selon les figures 1 et 2,
- la figure 5, un schéma relatif à l'antenne selon les
figures 1 et 2,
- la figure 6, un schéma détaillé d'un des éléments de la
figure 5,
- les figures 7 à 14 des schémas d'antennes selon
l'invention.The present invention will be better understood and other characteristics will appear with the aid of the description below and the related sty figures, which represent:
- Figure 1, a schematic top view of a
antenna according to the invention,
- Figure 2, a more detailed view of part of
the antenna according to FIG. 1,
- Figure 3, radiation diagrams relating to
the antenna according to FIGS. 1 and 2,
- Figure 4, a view of a model used for
determination of the antenna according to FIGS. 1 and 2,
- Figure 5, a diagram relating to the antenna according to
Figures 1 and 2,
- Figure 6, a detailed diagram of one of the elements of the
figure 5,
- Figures 7 to 14 antenna diagrams according to
the invention.
Sur les différentes figures les éléments correspondants sont désignés par les mêmes repères. In the various figures, the corresponding elements are designated by the same references.
La figure 1 représente, vue de dessus, une antenne selon l'invention. Cette figure montre une ligne d'alimentation principale, AO, qui amène l'énergie nécessaire au fonctionnement de l'antenne. Cette ligne AO aboutit dans une cabine, M, située au centre, 0, de l'antenne. De la cabine M partent cinq lignes auxiliaires, A1-A5, toutes de même longueur et ces cinq lignes sont respectivement connectées à cinq éléments d'antenne constitués par la partie rayonnante de cinq pylônes P1-P5. Les cinq pylônes sont régulièrement répartis sur un cercle C de centre 0 si bien que l'angle que font deux pylônes consécutifs sur le cercle C, avec le centre 0, est de 3600/5 = 720. Le fonctionnement de cette antenne va être expliqué à l'aide, en particulier, de la figure 2. FIG. 1 represents, seen from above, an antenna according to the invention. This figure shows a main supply line, AO, which supplies the energy required to operate the antenna. This line AO ends in a cabin, M, located in the center, 0, of the antenna. From the cabin M, five auxiliary lines, A1-A5, leave, all of the same length and these five lines are respectively connected to five antenna elements constituted by the radiating part of five pylons P1-P5. The five pylons are regularly distributed over a circle C with center 0 so that the angle made by two consecutive pylons on circle C, with center 0, is 3600/5 = 720. The operation of this antenna will be explained using, in particular, Figure 2.
La figure 2 montre le pourtour de la cabine M en traits fins interrompus, ainsi que le contenu de la cabine et l'arrivée de la ligne principale AO et les départs des lignes auxiliaires Al à A5. La ligne AO, qui est la ligne d'alimentation de l'antenne, pénètre dans la cabine M, traverse une réactance d'adaptation Xa et aboutit au centre 0 de l'antenne. Ce centre 0 est le sommet d'une étoile à cinq branches, A, dont les branches, toutes de même longueur, sont reliées respectivement aux premières bornes de cinq commutateurs électromécaniques, S1 à S5. Les commutateurs S1 à S5 sont des commutateurs à trois bornes et un plot central.Sur les deuxièmes bornes de ces commutateurs aboutissent respectivement les cinq branches d'une autre étoile, D; cette autre étoile a des branches toutes de même longueur et a son sommet relié à l'une des extrémités d'une réactance, Xd, dont l'autre extrémité est à la terre. Les troisièmes bornes des commutateurs S1 à S5 sont reliées à la terre respectivement à travers cinq réactances identiques, Xrl à Xr5
Tels que sont positionnés les commutateurs S1 à S5 sur la figure 2, seules les lignes auxiliaires A2 et A5, et donc les pylônes P2 et P5, sont alimentées tandis que, d'une part, la ligne auxiliaire AI relie la réactance Xd au pylône P1 et que, d'autre part, les lignes auxiliaires A3 et A4 relient respectivement la réactance Xr3 au pylône P3 et la réactance Xr4 au pylône P4. FIG. 2 shows the periphery of the cabin M in broken broken lines, as well as the contents of the cabin and the arrival of the main line AO and the departures of the auxiliary lines A1 to A5. The line AO, which is the antenna feed line, enters the cabin M, crosses an adaptation reactance Xa and ends at the center 0 of the antenna. This center 0 is the vertex of a five-pointed star, A, whose branches, all of the same length, are respectively connected to the first terminals of five electromechanical switches, S1 to S5. The switches S1 to S5 are switches with three terminals and a central block. On the second terminals of these switches, the five branches of another star, D, respectively terminate; this other star has branches all of the same length and has its apex connected to one of the ends of a reactance, Xd, the other end of which is grounded. The third terminals of switches S1 to S5 are connected to earth respectively through five identical reactances, Xrl to Xr5
As the switches S1 to S5 are positioned in FIG. 2, only the auxiliary lines A2 and A5, and therefore the pylons P2 and P5, are supplied while, on the one hand, the auxiliary line AI connects the reactance Xd to the pylon P1 and that, on the other hand, the auxiliary lines A3 and A4 respectively connect the reactance Xr3 to the pylon P3 and the reactance Xr4 to the pylon P4.
La réactance Xa constitue une cellule d'adaptation d'impédance entre, d'un côté, l'impédance de la ligne principale d'allmentation et, de l'autre côté, l'impédance ramenee par les deux sources de rayonnement que constituent les pylônes alimentés P2 et P5. The reactance Xa constitutes an impedance adaptation cell between, on the one hand, the impedance of the main line of increase and, on the other hand, the impedance brought down by the two sources of radiation which constitute the P2 and P5 powered pylons.
La réactance Xd a été choisie pour que, dans l'antenne, telle qu'elle est déterminée par la position des cinq conumutateurs S1 à S5, le pylône P1 se comporte en élément directeur. De même les réactances Xr3 et Xr4 ont été choisies pour que les pylônes P3 et P4 se comportent en éléments réflecteurs. The reactance Xd has been chosen so that, in the antenna, as determined by the position of the five conumutators S1 to S5, the pylon P1 behaves as a directing element. Similarly, the reactors Xr3 and Xr4 were chosen so that the pylons P3 and P4 behave as reflective elements.
Ainsi l'antenne selon les figures 1 et 2 comporte
- deux éléments actifs ou sources, P2, P5, alimentés en phase car alimentés de façon identique à partir d'un point commun, 0,
- deux éléments réflecteurs P3 et P4
- et un élément directeur P1.Thus the antenna according to FIGS. 1 and 2 comprises
- two active elements or sources, P2, P5, supplied in phase because supplied in an identical manner from a common point, 0,
- two reflecting elements P3 and P4
- and a guiding element P1.
Cette antienne, dont les valeurs effectives des éléments seront précisées plus loin, émet selon une direction principale, ou axe de tir, El, qui est la direction du centre 0 vers le pylône Pi l'allure du diagramme de rayonnement horizontal,
H1, est indiquée sur la figure 3.This antiphon, whose effective values of the elements will be specified below, emits in a main direction, or firing axis, El, which is the direction from the center 0 towards the pylon Pi the shape of the horizontal radiation diagram,
H1, is shown in Figure 3.
Il est à remarquer que l'antenne selon les figures 1 et 2 permet d'émettre, toujours avec le même diagramme, soit dans la direction El soit dans l'une des directions E2 à E5 (voir figure 3) qui se déduisent de la direction El des rotations de 720, autour du point 0, dans le plan horizontal. Il suffit pour cela de choisir convenablement les positions des commutateurs. C'est ainsi que, pour émettre dans la direction E4 qui est la direction du centre 0 vers le pylône P4, le commutateur S4 reliera le pylône P4 à la réactance Xd, faisant ainsi du pylône P4 un élément directeur, les commutateurs S3 et S5 relieront respectivement les pylônes P3 et P5 à la ligne d'alimentation A0 assurant ainsi une alimentation en phase de ces deux pylônes, et les commutateurs S1 et S2 relieront respectivement le pylône Pi à la réactance Xrl et le pylône P2 à la réactance Xr2.Le diagramme de rayonnement, H4, obtenu par l'antenne ainsi commutée a été représenté, partiellement et en traits interrompus, sur la figure 3 ; ce diagramme se déduit du diagramme H1 par une rotation de 2 x 72 = 1440, dans le plan horizontal, dans le sens direct, autour du point 0. It should be noted that the antenna according to FIGS. 1 and 2 makes it possible to transmit, always with the same diagram, either in the direction El or in one of the directions E2 to E5 (see FIG. 3) which are deduced from the direction El of rotations of 720, around point 0, in the horizontal plane. For this, it suffices to choose the switch positions appropriately. Thus, to transmit in the direction E4 which is the direction from the center 0 towards the pylon P4, the switch S4 will connect the pylon P4 to the reactance Xd, thus making the pylon P4 a guiding element, the switches S3 and S5 respectively connect the pylons P3 and P5 to the supply line A0 thus ensuring a phase supply of these two pylons, and the switches S1 and S2 will respectively connect the pylon Pi to the reactance Xrl and the pylon P2 to the reactance Xr2. radiation diagram, H4, obtained by the antenna thus switched has been shown, partially and in broken lines, in FIG. 3; this diagram is deduced from the diagram H1 by a rotation of 2 x 72 = 1440, in the horizontal plane, in the direct direction, around the point 0.
De façon similaire, en modifiant les positions des commutateurs S1 à S5 (figure 2) il est possible d'obtenir trois autres diagrammes de rayonnement, H2, H3, H5, soit au total cinq diagrammes de rayonnement régulièrement décalés, dans le plan horizontal, d'un nombre entier de fois 720 autour du point
O. Ainsi, simplement en modifiant la position des commutateurs il est possible, avec l'antenne des figures 1 et 2 d'émettre selon cinq directions principales El à E5 (figure 3) et, compte tenu des diagrammes de rayonnement choisis, d'émettre pratiquement dans tous les azimuts grâce au recoupement obtenu entre ces diagrammes.Similarly, by modifying the positions of the switches S1 to S5 (FIG. 2) it is possible to obtain three other radiation patterns, H2, H3, H5, that is to say a total of five radiation patterns regularly shifted, in the horizontal plane, an integer of 720 times around the point
O. Thus, simply by modifying the position of the switches it is possible, with the antenna of FIGS. 1 and 2, to transmit in five main directions E1 to E5 (FIG. 3) and, taking into account the radiation patterns chosen, emit practically in all directions thanks to the overlap obtained between these diagrams.
Il est à noter qu'il est possible de dévier un ou plusieurs lobes de rayonnement par rapport aux directions El à E5 indiquées sur la figure 3 ; il suffit, pour cela, d'introduire une dissymétrie dans l'alimentation des pylônes utilisés en éléments actifs, par exemple au moyen d'une inductance série insérée dans l'un des deux lignes auxiliaires relatives aux deux pylônes alimentés ; de cette façon des déviations de i 150 sont faciles à créer. li est également à noter qu'il est possible de modifier la largeur des diagrammes de rayonnement en modifiant les réactances d'accord des pylônes formant l'élément directeur et les éléments réflecteurs. It should be noted that it is possible to deflect one or more radiation lobes relative to the directions E1 to E5 indicated in FIG. 3; it suffices, for this, to introduce an asymmetry in the supply of the pylons used in active elements, for example by means of a series inductor inserted in one of the two auxiliary lines relating to the two supplied pylons; in this way deviations of i 150 are easy to create. It should also be noted that it is possible to modify the width of the radiation patterns by modifying the tuning reactances of the pylons forming the directing element and the reflecting elements.
L'antenne qui vient d'être décrite est une antenne formée de pylônes de hauteur ? /2 fonctionnant sur une fréquence voisine de 1,5 MHz avec un diagramme ayant un gain d'environ 9dB (par rapport à l'unipole court au sol) et une largeur du lobe à 3dB d'environ 650. The antenna which has just been described is an antenna formed by tall pylons? / 2 operating on a frequency close to 1.5 MHz with a diagram having a gain of approximately 9dB (compared to the short monopole on the ground) and a lobe width at 3dB of approximately 650.
L'étude, qui a donné l'antenne indiquée ci-avant > est partie sur les conditions initiales ci-après, dictées soit par l'expérience soit par les astreintes matérielles
- constante de rayonnement prise égale à 1 pour chacun
des pylônes employés en éléments actifs,
- constantes de rayonnement des pylônes constituant
l'élément directeur et les deux éléments réflecteurs,
choisies de manière à être réalisables en accordant les
pylônes à l'aide d'une simple réactance; c'est à dire en
utilisant ces trois pylônes en pylônes passifs,
- rayon du cercle C (figure 1), circonscrit aux cinq pylônes, choisi de l'ordre de 7\/4 n/4 (3r : longueur d'onde
de travail), cette valeur donnant généralement les
meilleurs diagrammes pour le gain et la protection
arrière.The study, which gave the antenna indicated above> is part of the initial conditions below, dictated either by experience or by material constraints
- radiation constant taken equal to 1 for each
pylons used as active elements,
- radiation constants of the pylons constituting
the directing element and the two reflecting elements,
chosen to be achievable by matching
pylons using a simple reactance; that is to say in
using these three pylons into passive pylons,
- radius of circle C (Figure 1), circumscribed to the five pylons, chosen to be around 7 \ / 4 n / 4 (3r: wavelength
working), this value generally giving the
best gain and protection diagrams
back.
Une détermination de l'antenne a pu alors être effectuée e au moyen d'une maquette à l'échelle de 1/100e en utilisant donc une fréquence de travail multipliée par cent, soit 150 MHz. A determination of the antenna could then be carried out by means of a scale model at 1 / 100th, therefore using a working frequency multiplied by a hundred, ie 150 MHz.
La figure 4 montre le matériel ayant servi à cette étude. Figure 4 shows the equipment used for this study.
La maquette comporte un plateau tournant, T, de 3 mètres de diamètre, en métal conducteur, formant plan de sol ; des pylônes, P1'-P5', sont formés par cinq tubes de cuivre de lm de haut et de 20mm de diamètre, placés verticalement sur le plateau avec un isolateur à leur base ; ces pylônes sont disposés aux sommets d'un pentagone régulier dont le rayon du cercle circonscrit, C', vaut ;1/4 soit 50 cm.The model includes a turntable, T, 3 meters in diameter, made of conductive metal, forming a ground plane; pylons, P1'-P5 ', are formed by five copper tubes 1m high and 20mm in diameter, placed vertically on the plate with an insulator at their base; these pylons are arranged at the vertices of a regular pentagon whose radius of the circumscribed circle, C ', is equal to 1/4 or 50 cm.
L'un, P1', des pylônes est utilisé en pylône directeur la base de son tube est reliée au plateau par une réactance ajustable Xdl. Les pylônes P2' et P5', les plus proches du pylône P1' et, donc, les plus éloignés du diamètre du cercle C' passant par le pylône P1', sont utilisés en éléments actifs et sont, pour cela, alimentés à partir du centre 0' du plateau T par un générateur G. Les pylônes P3' et P4' sont utilisés en éléments réflecteurs ; la base de leur tube est reliée au plateau par une réactance ajustable : Xr3' pour P3' et Xr4' pour P4'. One, P1 ', of the pylons is used as a steering pylon, the base of its tube is connected to the plate by an adjustable reactor Xdl. The pylons P2 'and P5', the closest to the pylon P1 'and, therefore, the most distant from the diameter of the circle C' passing through the pylon P1 ', are used as active elements and are therefore supplied from the center 0 'of the plate T by a generator G. The pylons P3' and P4 'are used as reflective elements; the base of their tube is connected to the plate by an adjustable reactance: Xr3 'for P3' and Xr4 'for P4'.
La maquette comporte également une antenne de réception, fixe, Af, associée à un récepteur R et disposée à environ S \ soit 10 mètres du centre 0' du plateau ; sur la figure 4, pour des raisons de place et de compréhension du dessin, les échelles n'ont pas toujours été respectées en particulier en ce qui concerne la distance entre le plateau T et l'antenne Af. The model also includes a fixed receiving antenna Af, associated with a receiver R and placed approximately S \, ie 10 meters from the center 0 'of the plate; in FIG. 4, for reasons of space and understanding of the drawing, the scales have not always been respected in particular as regards the distance between the plate T and the antenna Af.
Dans la maquette selon la figure 4, quatre paramètres de l'antenne à cinq pylônes sont variables
- sa position en azimut, du fait de la rotation, indiquée
par une flèche U, du plateau T autour d'un axe vertical
passant par son centre O',
- la dimension du cercle C'
- la valeur de la réactance Xdl
- les valeurs des réactances Xr3' et Xr4' qui sont
d'tailleurs réglées simultanément et de façon identique.In the model according to FIG. 4, four parameters of the antenna with five pylons are variable
- its position in azimuth, due to the rotation, indicated
by an arrow U, of the plate T around a vertical axis
passing through its center O ',
- the dimension of the circle C '
- the value of the reactance Xdl
- the values of reactors Xr3 'and Xr4' which are
besides settled simultaneously and identically.
Pour différentes valeurs du cercle C', de Xdl et de
Xr3' = Xr4' des diagrammes de rayonnement dans le plan horizontal sont relevés par rotation de 3600 du plateau T et mesure de la quantité d'énergie reçue par le récepteur R.For different values of circle C ', of Xdl and of
Xr3 '= Xr4' of the radiation diagrams in the horizontal plane are noted by rotating 3600 of the plate T and measuring the amount of energy received by the receiver R.
Ces relevés de diagrammes ont conduit à sélectionner les valeurs suivantes
- cercle C' de 45 cm de rayon,
- Xdl = 320 ohms
- Xr3' = Xr4' = 1000 ohms avec une impédance des pylônes alimentés, P2', P5', égale à environ 290 ohms - j. 390 ohms.These diagrams led to the selection of the following values
- circle C 'with a radius of 45 cm,
- Xdl = 320 ohms
- Xr3 '= Xr4' = 1000 ohms with an impedance of the supplied pylons, P2 ', P5', equal to approximately 290 ohms - j. 390 ohms.
A partir de ces valeurs a pu être mise au point l'antenne déjà décrite à l'aide des figures i à 3 et dont les figures 5 et 6 donnent une vue du type de réactances utilisées mais sans représenter les commutateurs S1-S5 dont seules les connexions, qu'ils établissent à un moment donné, sont dessinées.Les valeurs des principaux éléments constituant cette antenne sont les suivantes
- 45 m pour le rayon du cercle C (figure 1) de l'antenne
grandeur nature c'est à dire 100 fois la dimension
correspondante de la maquette,
- réactance Xd d'accord du pylône utilisé en élément
directeur, obtenue par un condensateur, Cd, de 660 pF
- réactances d'accord des pylônes utilisés en éléments
réflecteurs obtenues par des inductances Lr3, Lr4 de
1,75 pH chacune,
- cellule d'adaptation d'impédance Xa constituée, vu du
centre O de l'antenne par une inductance en série, La,
de 6 pH suivie d'un condensateur en parallèle, Ca, de
1900 pF. From these values it has been possible to develop the antenna already described with the aid of Figures i to 3 and of which Figures 5 and 6 give a view of the type of reactances used but without representing the switches S1-S5 of which only the connections, which they establish at a given time, are drawn.The values of the main elements constituting this antenna are as follows
- 45 m for the radius of circle C (figure 1) of the antenna
life size i.e. 100 times the dimension
correspondent of the model,
- reactance Xd of tuning of the pylon used as an element
director, obtained by a capacitor, Cd, of 660 pF
- tuning reactances of the pylons used in elements
reflectors obtained by inductors Lr3, Lr4 of
1.75 pH each,
- impedance matching cell Xa formed, seen from
center O of the antenna by a series inductance, La,
of 6 pH followed by a capacitor in parallel, Ca, of
1900 pF.
- la ligne princlpale, AO, et les lignes auxiliaires, Al-
A5, sont des lignes coaxiales de 120 ohms d'impédance
caractéristique et la longueur des lignes auxiliaires, Al-
A5, entre la cabine M et les pylônes, est de 40,5 mètres.- the main line, AO, and the auxiliary lines, Al-
A5, are 120 ohm impedance coaxial lines
characteristic and length of the auxiliary lines, Al-
A5, between cabin M and the pylons, is 40.5 meters.
Il est à remarquer qu'au pied des cinq pylônes, P1-P5, ont été branchées respectivement cinq cellules compensatrices,
B1-B5, toutes identiques. La figure 6 montre une de ces cellules compensatrices et son raccordement au pylône dont seul l'isolateur K et la base de la partie rayonnante, P, apparaissent sur la figure. En série avec la ligne auxiliaire, la cellule compensatrice comporte une première inductance Ls de 30 iiH, qui est raccordée à la base de la partie rayonnante P; la cellule compensatrice comporte - également une seconde inductance, Lp, de 100 pH, qui est connectée entre la base de la partie rayonnante P et le sol. Le rôle de la première inductance, Ls, placée entre la ligne auxiliaire et le pylône, est de diminuer le rapport d'onde stationnaire sur la ligne auxiliaire.La seconde inductance, Lp, a plusieurs rôles
- elle compense la capacité parasite, de l'isolateur K,
- elle met la partie rayonnante, P, du pylône à la terre
électriquement d'un point de vue électrostatique,
- elle permet le passage progressif, de la tension zéro à
la tension appliquée sur le pylône, d'un câble, V,
d'amenée de l'énergie nécessaire aux lampes de balisage
du pylône ; pour cela le câble V, représenté en traits
interrompus sur la figure 6, circule à l'intérieur du
conducteur creux formant l'inductance Lp.It should be noted that at the foot of the five pylons, P1-P5, five compensating cells were connected respectively,
B1-B5, all identical. FIG. 6 shows one of these compensating cells and its connection to the pylon of which only the insulator K and the base of the radiating part, P, appear in the figure. In series with the auxiliary line, the compensating cell comprises a first inductance Ls of 30 iiH, which is connected to the base of the radiating part P; the compensating cell also has - a second inductor, Lp, of 100 pH, which is connected between the base of the radiating part P and the ground. The role of the first inductor, Ls, placed between the auxiliary line and the pylon, is to decrease the standing wave ratio on the auxiliary line. The second inductor, Lp, has several roles
- it compensates for the parasitic capacitance of the isolator K,
- it puts the radiating part, P, of the pylon to the ground
electrically from an electrostatic point of view,
- it allows the gradual passage, from zero voltage to
the voltage applied to the pylon, of a cable, V,
for supplying the energy required for the marker lamps
pylon; for this the cable V, shown in lines
interrupted in Figure 6, circulates inside the
hollow conductor forming the inductance Lp.
Les figures 7 à 15 sont des schémas relatifs à diverses structures préférées d'antennes selon l'invention. Ces schémas, où les éléments d'antenne sont représentés par des petits cercles, montrent que les éléments d'antenne, quel que soit leur nombre sont régulièrement espacés sur un cercle, C, dont le centre, O, a été indiqué. Toutes les antennes représentées sur ces schémas sont des antennes comportant des commutateurs semblables aux commutateurs S1 à S5 de la figure 2 et leurs éléments d'antenne peuvent ainsi être utilisés soit en éléments actifs, soit en éléments réflecteurs, soit en éléments directeurs ; les commutateurs sont considérés dans des positions où ils déterminent une émission dont l'axe de tir, E, est représenté par une flèche sur chacune de ces figures.Afin d'indiquer si un élément d'antenne est utilisé en élément actif, réflecteur ou directeur, dans le cas considéré sur la figure, il lui est donné une référence se terminant respectivement par les lettres a, r ou d ; c'est ainsi que, dans le cas de la figure 7, où l'antenne comporte trois éléments d'antenne, les éléments d'antenne Pia et P3a sont des éléments actifs, tandis que l'élément d'antenne P2r est un élément réflecteur. Figures 7 to 15 are diagrams relating to various preferred antenna structures according to the invention. These diagrams, where the antenna elements are represented by small circles, show that the antenna elements, whatever their number are regularly spaced on a circle, C, whose center, O, has been indicated. All the antennas shown in these diagrams are antennas comprising switches similar to the switches S1 to S5 in FIG. 2 and their antenna elements can thus be used either as active elements, or as reflective elements, or as directing elements; the switches are considered in positions where they determine a transmission for which the firing axis, E, is represented by an arrow in each of these figures. In order to indicate whether an antenna element is used as an active element, reflector or director, in the case considered in the figure, he is given a reference ending respectively with the letters a, r or d; this is how, in the case of FIG. 7, where the antenna comprises three antenna elements, the antenna elements Pia and P3a are active elements, while the antenna element P2r is an element reflector.
La figure 8 se rapporte également à une antenne à trois éléments d'antenne mais où un seul des éléments d'antenne, Pla, est utilisé en élément actif, les deux autres, P2r, P3r, étant utilisés en éléments réflecteurs ; cette structure d'antenne se distingue de la structure selon la figure 7 par un diagramme de rayonnement plus large. FIG. 8 also relates to an antenna with three antenna elements but where only one of the antenna elements, Pla, is used as an active element, the other two, P2r, P3r, being used as reflective elements; this antenna structure is distinguished from the structure according to FIG. 7 by a wider radiation diagram.
Les figures 9 et 10 se rapportent à des antennes à quatre éléments d'antenne avec un diagramme directif dans le cas de la figure 9 (éléments d'antenne Pld, P2a, P3r, P4a) et un diagramme plus large dans le cas de la figure 10 (éléments d'antenne Pla, P2r, P3r, P4r). FIGS. 9 and 10 relate to antennas with four antenna elements with a directional diagram in the case of FIG. 9 (antenna elements Pld, P2a, P3r, P4a) and a larger diagram in the case of the figure 10 (antenna elements Pla, P2r, P3r, P4r).
La figure 11 se rapporte à une antenne à cinq éléments d'antenne, comme l'antenne décrite à l'aide des figures 18 6, mais avec un diagramme de rayonnement plus large correspondant à une structure où l'un des éléments d'antenne, Pla, est utilisé en élément actif et les quatre autres, P2r à
P5r, en éléments réflecteurs. FIG. 11 relates to an antenna with five antenna elements, like the antenna described with the aid of FIGS. 18 6, but with a wider radiation diagram corresponding to a structure where one of the antenna elements , Pla, is used as an active element and the other four, P2r to
P5r, in reflective elements.
Les figures 12 et 13 se rapportent à des antennes à six éléments d'antenne, avec un diagramme directif dans le cas de la figure 12 (éléments d'antenne Pld, P2a, P6a et P3r à P5r) et un diagramme plus large dans le cas de la figure 13 (éléments d'antenne Pla et P2r à P6r). Figures 12 and 13 refer to antennas with six antenna elements, with a directional diagram in the case of Figure 12 (antenna elements Pld, P2a, P6a and P3r to P5r) and a larger diagram in the case of FIG. 13 (antenna elements Pla and P2r to P6r).
Les figures 14 et 15 se rapportent à des antennes à sept éléments d'antenne, avec un diagramme directif dans le cas de la figure 14 (éléments d'antenne Pld, P7d, P2a, P6a et P3r à P5r) et un diagramme plus large dans le cas de la figure 15 (éléments d'antenne Pla et P2r à P7r)
1l est à remarquer que ces différentes structures préférées d'antennes selon l'invention présentent des caractères conlmuns ::
- pour des antennes à diagramme directif deux éléments
d'antenne sont utilisés en éléments actifs, ces deux
éléments d'antenne soîit choisis symétriques par rapport à
l'axe de tir, E, les plus éloignés possibles de cet axe
et le nombre de éléments d'antenne placés derrière les
éléments actifs et utilisés en éléments réflecteurs est
toujours au moins égal au nombre d'éléments d'antenne
placés devant les éléments actifs et utilisés en éléments
directeurs,
- pour les antennes à diagramme plus large un seul
élément d'antenne est utilisé en élément actif, tous les
autres étant utilisés en éléments réflecteurs.Figures 14 and 15 refer to antennas with seven antenna elements, with a directional diagram in the case of Figure 14 (antenna elements Pld, P7d, P2a, P6a and P3r to P5r) and a larger diagram in the case of FIG. 15 (antenna elements Pla and P2r to P7r)
It should be noted that these various preferred antenna structures according to the invention have common characteristics:
- for antennas with directional diagram two elements
are used as active elements, these two
antenna elements are chosen symmetrical with respect to
the firing axis, E, as distant as possible from this axis
and the number of antenna elements placed behind them
active elements and used as reflective elements is
always at least equal to the number of antenna elements
placed in front of active elements and used as elements
directors,
- for antennas with a larger diagram only one
antenna element is used as active element, all
others being used as reflective elements.
I1 est à noter qu'une antenne donnée peut facilement être employée en antenne à diagramme directif et en antenne à diagramme plus large, il suffit pour cela d'avoir suffisamment de commutateurs et les réactances convenables pour définir les différentes structures désirées, étant entendu que, par exemple, dans le cas d'une antenne à cinq éléments d'antenne il peut être envisagé d'avoir cinq axes de tir à diagramme directif et seulement un axe de tir à diagramme plus large. It should be noted that a given antenna can easily be used as a directional diagram antenna and as a larger diagram antenna, it suffices for this to have sufficient switches and suitable reactances to define the various structures desired, it being understood that , for example, in the case of an antenna with five antenna elements, it may be envisaged to have five axes of fire with a directive diagram and only one axis of fire with a wider diagram.
Dans la description à l'aide de la figure 2, il a été vu que la réactance, Xd, destinée au pylône utilisé en élément directeur, était commutée à l'aide d'une étoile, D, ce qui faisait que, quel que soit le pylône utilisé en élément directeur, c'était toujours la même réactance Xd qui était connectée sur ce pylône ; par contre, chaque pylône utilisé en élément réflecteur avait sa propre réactance, Xrl à Xr5, branchée sur la troisième borne du commutateur, S1 à S5, associée au pylône considéré ; ce regroupement de réactances dans le cas de Xd et cette distribution de réactances dans le cas de Xrl à Xr5 sont simplement dus à des considérations relatives à l'exemple décrit et tendant à choisir la solution la meilleure compte tenu du coût des réactances et des étoiles, et du volume qu'elles occupent. Dans d'autres réalisations d'antennes selon l'invention il pourra, par contre, être utile de regrouper, à l'aide d'une étoile, les réactances destinées aux éléments réflecteurs ou de distribuer sur chacun des commutateurs les réactances destinées aux éléments directeurs. In the description using FIG. 2, it has been seen that the reactance, Xd, intended for the pylon used as a directing element, was switched using a star, D, which means that, whatever either the pylon used as a directing element, it was always the same reactance Xd which was connected to this pylon; on the other hand, each pylon used as a reflector element had its own reactance, Xrl to Xr5, connected to the third terminal of the switch, S1 to S5, associated with the pylon considered; this grouping of reactances in the case of Xd and this distribution of reactances in the case of Xrl to Xr5 are simply due to considerations relating to the example described and tending to choose the best solution taking into account the cost of the reactances and stars , and the volume they occupy. In other embodiments of antennas according to the invention it may, on the other hand, be useful to group together, using a star, the reactances intended for the reflective elements or to distribute on each of the switches the reactances intended for the elements directors.
Les antennes selon la présente invention sont, en particulier mais pas uniquement, destinées au domaine des ondes hectométriques (300-3000 kHz) pour des émissions par ondes ionosphériques à des distances de l'ordre de 500 à 1500 km, qui réclament un gain d'antenne assez important. The antennas according to the present invention are, in particular but not only, intended for the field of hectometric waves (300-3000 kHz) for emissions by ionospheric waves at distances of the order of 500 to 1500 km, which require a gain of 'fairly important antenna.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8611549A FR2602614B1 (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | TRANSMISSION ANTENNA CAPABLE OF FULLING ON MULTIPLE AXES |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8611549A FR2602614B1 (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | TRANSMISSION ANTENNA CAPABLE OF FULLING ON MULTIPLE AXES |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2602614A1 true FR2602614A1 (en) | 1988-02-12 |
| FR2602614B1 FR2602614B1 (en) | 1989-01-13 |
Family
ID=9338175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8611549A Expired FR2602614B1 (en) | 1986-08-08 | 1986-08-08 | TRANSMISSION ANTENNA CAPABLE OF FULLING ON MULTIPLE AXES |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2602614B1 (en) |
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1986
- 1986-08-08 FR FR8611549A patent/FR2602614B1/en not_active Expired
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2602614B1 (en) | 1989-01-13 |
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