FR2631489A1 - Enhancement to the electrical insulation of an overhead antenna such as a whip antenna - Google Patents

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    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/40—Radiating elements coated with or embedded in protective material

Abstract

The invention relates to an enhancement to the electrical insulation of an overhead antenna of the type of those which include an electrically conducting metallic element, such as whip antennas. It is characterised in that the means of insulation 9, on the one hand, is interposed at least between the protective sheath 4 and the conductive element 3 and this at least to a certain length of the antenna measured from its free end and, on the other hand, consists of at least one thin screen of material chosen for its high dielectric strength properties and of a thickness at least sufficient for the antenna to have the desired insulation characteristics. Application to the electrical transmission hardware industry.

Description

L'invention se rapporte à un perfectionnement pour liisolement électrique d'une antenne aérienne du type de celles qui comportent un élément métallique conducteur de l'electricite telles les antennes fouets. The invention relates to an improvement for the electrical isolation of an aerial antenna of the type of those which include a metallic element conducting electricity such as whip antennas.

Dans le domaine des transmissions radioélectriques effectuées depuis un véhicule, il est frequent d'utiliser une antenne aérienne du type fouet, érigee sensiblement au dessus du véhicule. In the field of radio transmissions carried out from a vehicle, it is frequent to use an aerial antenna of the whip type, erected substantially above the vehicle.

Une telle antenne doit posséder une certaine flexibilité afin de pouvoir s'effacer en se courbant sous un obstacle par exemple une branche d'arbre qu'elle risque de rencontrer au cours du déplacement du véhicule sur lequel elle se trouve. Such an antenna must have a certain flexibility in order to be able to be erased by bending under an obstacle for example a branch of a tree which it risks encountering during the movement of the vehicle on which it is located.

Le type d'antenne se compose essentiellement d'une ame longiligne flexible notamment en matériau électriquement isolant sur laquelle ame est disposée une tresse métallique tubulaire, l'ensemble étant recouvert d'une gaine protectrice. The type of antenna essentially consists of a flexible, elongated core, in particular of electrically insulating material on which a core is a tubular metallic braid, the assembly being covered with a protective sheath.

Bien que la gai-ne protectrice précitée soit surtout destinée à protéger la tresse métallique d'agressions mécaniques, on conçoit qu'elle participe également à l'élasticité de l'antenne notamment lorsqu'elle se compose de resine armée de fibres de verre. Although the aforementioned protective sheath is mainly intended to protect the metal braid from mechanical attack, it is understood that it also contributes to the elasticity of the antenna, in particular when it is made of resin reinforced with glass fibers.

Evidemment, la base de l'antenne est équipée d'un dispositif d'ancrage au vehicule, lequel dispositif permet en outre d'assurer la liaison electrique de l'antenne avec le matériel radioélectrique qu'elle équipe. Obviously, the base of the antenna is equipped with a device for anchoring to the vehicle, which device also makes it possible to ensure the electrical connection of the antenna with the radioelectric equipment which it equips.

Particulièrement, lorsqu'un véhicule portant une antenne du type précité se déplace en dehors des voies reservées à la circulation, l'antenne peut accidentellement entrer en contact avec une ligne aérienne à haute tension située à- faible hauteur. In particular, when a vehicle carrying an antenna of the aforementioned type travels outside the traffic lanes, the antenna may accidentally come into contact with a high voltage overhead line located at low height.

Cet accident peut entraîner non seulement la destruction de l'antenne mais également celle du matériel radioélectrique à laquelle elle se trouve connecte et surtout il peut provoquer 1 'électrocution du personnel qui manipule le matériel. This accident can lead not only to the destruction of the antenna but also to that of the radio equipment to which it is connected and above all it can cause electrocution of the personnel handling the equipment.

Pour remédier à cet inconvénient, on peut imaginer de recouvrir l'antenne d'un matériau électriquement isolant du type de ceux utilisés pour constituer les gaines qui entourent les cables de transport d'énergie électrique.  To overcome this drawback, one can imagine covering the antenna with an electrically insulating material of the type used to form the sheaths which surround the cables for transporting electrical energy.

également, on peut imaginer de constituer la gaine simplement au moyen de résine armée de fivres de verre en lui donnant une epaisseur suffisante pour obtenir le niveau d'isolation électrique souhaitée. also, one can imagine constituting the sheath simply by means of resin reinforced with glass fibers, giving it a sufficient thickness to obtain the desired level of electrical insulation.

Ces deux solutions sont totalement incompatibles avec la construction d'antennes à la fois légères et flexibles. These two solutions are completely incompatible with the construction of antennas that are both light and flexible.

Pour remédier à cet inconvénient, il est connu (US-A-4.513.338) d'interposer entre la ligne de transmission et celle des extrémites de la tresse métallique qui lui est associee, un moyen capacitif étudié pour laisser passer les courants radioélectriques hautes fréquences et entraver le passage des courants de basses fréquences tels ceux des lignes aeriennes de haute tension. To overcome this drawback, it is known (US-A-4,513,338) to interpose between the transmission line and that of the ends of the metallic braid associated therewith, a capacitive means studied to allow high radio currents to pass through. frequencies and hinder the passage of low frequency currents such as those of high voltage overhead lines.

D'après les techniciens, il apparaît en fait que ce moyen perturbe certaines transmissions radioélectriques. According to the technicians, it actually appears that this means disturbs certain radio transmissions.

Egalement, son prix de revient est élevé. Also, its cost price is high.

Un résultat que l'invention vise à obtenir est précisément une antenne qui tout en étant légère et flexible présente une caractéristique d'isolation très élevée par rapport à son support. One result which the invention aims to obtain is precisely an antenna which, while being light and flexible, has a very high insulation characteristic with respect to its support.

A cet effet, l'invention a pour objet une antenne du type précité notamment caractérisé en ce que le moyen d'isolation d'une part est interposé au moins entre la gaine protectrice et l'élément conducteur et ce au moins à une certaine longueur de l'antenne mesurée à partir de son extrémite libre et, d'autre part, consiste en au moins un écran mince de matériau choisi pour ses propriétes de rigidité diélectrique élevee et d'une epaisseur au moins suffisante pour que l'antenne présente les caractéristiques d'isolation souhaitées. To this end, the subject of the invention is an antenna of the aforementioned type, in particular characterized in that the isolation means on the one hand is interposed at least between the protective sheath and the conductive element and this at least at a certain length of the antenna measured from its free end and, on the other hand, consists of at least one thin screen of material chosen for its properties of high dielectric strength and of a thickness at least sufficient for the antenna to have the desired insulation characteristics.

L'invention sera bien comprise à 1 'aide de la description ci-apres faite à titre d'exemple non limitatif en regard du dessin ci-annexe qui représente schématiquement vue en coupe longitudinale partielle une antenne réalisée selon l'invention. The invention will be better understood with the aid of the description below given by way of nonlimiting example with regard to the attached drawing which schematically represents a partial longitudinal section view of an antenna produced according to the invention.

En se reportant au dessin, on voit une antenne radioélectrique linéaire 1. Referring to the drawing, we see a linear radio antenna 1.

Classiquement, cette antenne se compose principalement
- d'un élément axial 2 longiligne en matériau flexible et notamment électriquement isolant,
- d'un élément 3 conducteur de l'électricité tel une tresse métallique et qui est disposé sensiblement sur toute la longueur de llelement axial,
- d'une gaine protectrice 4 qui recouvre l'ensemble de ces deux éléments 2, 3 en les enserrant étroitement.Conventionally, this antenna mainly consists
an elongate axial element 2 made of flexible material and in particular electrically insulating,
- an electrically conductive element 3 such as a metal braid and which is arranged substantially over the entire length of the axial element,
- A protective sheath 4 which covers all of these two elements 2, 3 by enclosing them tightly.

La gaine protectrice 4 est par exemple en résine armée de fibres de verre et protége donc 1'élément conducteur 3 essentiellement contre les agressions mécaniques. The protective sheath 4 is for example made of resin reinforced with glass fibers and therefore protects the conductive element 3 essentially against mechanical attack.

Egale-ment une -telle gaine permet habituellement l'isolation électrique de 1' antenne pour des tensions inférieures à mille volts. Also such a sheath usually allows electrical insulation of the antenna for voltages less than a thousand volts.

Tel que cela apparait également l'une des extrémités 10, 11 de l'antenne comprend solidaire de l'élément axial 2, un moyen d'ancrage 6 de l'antenne 1 sur un.support 7. As it also appears, one of the ends 10, 11 of the antenna comprises, integral with the axial element 2, an anchoring means 6 for the antenna 1 on a support 7.

En plus de la liaison mécanique avec le support 7, ce moyen permet d'établir une connexion électrique entre l'élément métallique de l'antenne et une ligne de transmission 8 reliée à un matériel radioélectrique (non représenté).  In addition to the mechanical connection with the support 7, this means makes it possible to establish an electrical connection between the metallic element of the antenna and a transmission line 8 connected to radioelectric equipment (not shown).

Bien que cela n'apparaisse pas de- manière évidente, l'antenne représentée comporte un moyen 9 d'isolation en vue d'entraver le passage d'un courant électrique notamment de haute tension vers la ligne de transmission par exemple lorsque l'antenne entre accidentellement en contact avec un conducteur électrique aérien (non représenté). Although this does not appear in an obvious manner, the antenna shown comprises an isolation means 9 with a view to obstructing the passage of an electric current in particular of high voltage towards the transmission line for example when the antenna accidentally comes into contact with an overhead electrical conductor (not shown).

Conformément à une caracteristique principale de l'invention, le moyen 9 d'isolation d'une part est interposé au moins entre la gaine protectrice 4 et l'élément conducteur 3 et ce au moins sur une certaine longueur de l'antenne mesurée à partir de son extrémite libre et, d'autre part, consiste en au moins un ecran mince de matériau choisi pour ses propriétés de rigidité diélectrique élevée et d'une epaisseur au moins suffisante pour que l'antenne presente les caractéristiques d'isolation souhaitées. In accordance with a main characteristic of the invention, the isolation means 9 on the one hand is interposed at least between the protective sheath 4 and the conductive element 3 and this at least over a certain length of the antenna measured from of its free end and, on the other hand, consists of at least one thin screen of material chosen for its properties of high dielectric strength and of a thickness at least sufficient for the antenna to have the desired insulation characteristics.

Selon l'invention, l'écran mince 9 est constitue à partir d'au moins un ruban 90 de materiau diélectrique qui est enroulé au moins une fois et sensiblement hélicoîdalement sur toute la longueur de l'antenne de manière telle que les bords 91 des spires 92 de ltenroulement se chevauchent partiellement.  According to the invention, the thin screen 9 is formed from at least one ribbon 90 of dielectric material which is wound at least once and substantially helically over the entire length of the antenna so that the edges 91 of the turns 92 of the winding partially overlap.

Tel que cela est représenté, la gaine protectrice 4 recouvre le moyen d'ancrage 6 et l'écran 9 se prolonge entre ce moyen d'ancrage et la dite gaine 4. As shown, the protective sheath 4 covers the anchoring means 6 and the screen 9 extends between this anchoring means and said sheath 4.

Dans une forme préférée de réalisation, le matériau diélectrique qui constitue l'écran 9 est du polypropylène. In a preferred embodiment, the dielectric material which constitutes the screen 9 is polypropylene.

De préférence, le matériau utilisé a une rigidite diélectrique au minimum de quatre vingt dix kilovolts par millimètre. Preferably, the material used has a dielectric strength of at least ninety kilovolts per millimeter.

Autour d'un élément axial 2 supportant une tresse 3, les techniciens ont d'une part réalise un écran 9 au moyen de quatre enroulements superposes d'un ruban 90 de polypropylène de trente et un micromètres d'epaisseur et de cent vingt sept dixièmes de millimètres de large enroulé helicoldalement selon un pas de quatre millimètres et d'autre part recouvert cet écran d'une couche de quinze dixiemes de millimètres d'epaisseur de résine epoxy chargee de fibres de verre. Around an axial element 2 supporting a braid 3, the technicians have, on the one hand, produced a screen 9 by means of four superimposed windings of a polypropylene ribbon 90 of thirty-one micrometers thick and one hundred and twenty seven tenths of millimeters wide rolled helically in a pitch of four millimeters and on the other hand covered this screen with a layer fifteen fifteen tenths of a millimeter thick of epoxy resin loaded with glass fibers.

On signale que l'ensemble a été testé après polymérisation de la resine en appliquant une différence de potentiel entre sensiblement toute la surface exterieure de l'antenne et sa tresse interne. It is reported that the assembly has been tested after polymerization of the resin by applying a potential difference between substantially the entire outer surface of the antenna and its internal braid.

Une tension de dix huit kilovolts a pu etre appliquée sans conséquence pour l'antenne et on précise que le phénomène de claquage n'est apparu qu'à partir de trente cinq kilovolts. A voltage of eighteen kilovolts could be applied without consequence for the antenna and it is specified that the breakdown phenomenon only appeared from thirty five kilovolts.

L'antenne réalisée selon l'invention peut donc être considérée comme parfaitement isolée sur toute sa longueur. The antenna produced according to the invention can therefore be considered to be perfectly isolated over its entire length.

Sur le dessin, un seul enroulement de ruban 90 a été représente mais cela n'est évidemment pas limitatif pour l'invention:
On précise en outre que l'usage du polypropylène comme matériau diélectrique est particulierement indique ici, puisque la tempéture de fluage de ce matériau (cent soixante degres celsius) est supérieure à celle à laquelle la résine époxy doit être chauffée pour polymériser (cent vingt degrés celsius). In the drawing, only one ribbon winding 90 has been shown, but this is obviously not limiting for the invention:
It is further specified that the use of polypropylene as a dielectric material is particularly indicated here, since the creep temperature of this material (one hundred and sixty degrees celsius) is greater than that at which the epoxy resin must be heated to polymerize (one hundred and twenty degrees celsius).

Claims (5)

REVENDICATIONS 1. Antenne radioélectrique sensiblement linéaire (1) du type de celles qui comprennent au moins 1. A substantially linear radio antenna (1) of the type which includes at least - un élément conducteur de l'électricité 3) tel une tresse métallique disposé sur sensiblement toute a longueur de l'antenne (1),  - an electrically conductive element 3) such as a metal braid disposed over substantially the entire length of the antenna (1), - une gaine protectrice (4) qui recouvre et enserre étroitement l'élément précité (3), - a protective sheath (4) which tightly covers and encloses the above-mentioned element (3), - solidaire de l'une des extrémités (10, 11) de l'antenne, un moyen (6) d'une part d'ancrage de l'antenne (1) à un support (7) et d'autre part de liaison à un måteriel radioèlecrique via une ligne de transmission (8), - integral with one of the ends (10, 11) of the antenna, a means (6) on the one hand for anchoring the antenna (1) to a support (7) and on the other hand for connection to radio equipment via a transmission line (8), - un moyen d'isolation (9) en vue d'entraver le passage d'un courant électrique vers la ligne de transmission notamment lorsque l'antenne touche un conducteur électrique aérien, - an isolation means (9) in order to impede the passage of an electric current towards the transmission line, in particular when the antenna touches an overhead electrical conductor, cette antenne étant CARATERISEE en ce que le moyen (9) d'isolation d'une part est interposé au moins entre la gaine protectrice (4) et l'element conducteur (3) et ce au moins à une certaine longueur de l'antenne mesurée à partir de son extrémité libre et, d'autre part, consiste en au moins un écran mince de matériau choisi pour ses propriétés de rigidité diélectrique élevée et d'une épaisseur au moins suffisante pour que l'antenne présente les caractéristiques d'isolation souhaitées. this antenna being CARATERIZED in that the means (9) of insulation on the one hand is interposed at least between the protective sheath (4) and the conducting element (3) and this at least at a certain length of the antenna measured from its free end and, on the other hand, consists of at least one thin screen of material chosen for its properties of high dielectric strength and of a thickness at least sufficient for the antenna to have the insulation characteristics desired. 2. Antenne selon la revendication 1 caractérisée en ce que l'écran mince (9) est constitué à partir d'au moins un ruban (90) dematériau diélectrique qui est enroulé au moins une fois et sensiblement helicoldalement sur toute la longueur de l'antenne de maniere telle que lés bords (91) des spires (92) de l'enroulement se chevauchent partiellement. 2. Antenna according to claim 1 characterized in that the thin screen (9) is formed from at least one ribbon (90) of dielectric material which is wound at least once and substantially helically over the entire length of the antenna so that the edges (91) of the turns (92) of the winding partially overlap. 3. Antenne selon la revendication 2 caractérisée en ce que la gaine protectrice (4) recouvre le moyen d'ancrage (6) et l'écran (9) se prolonge entre ce moyen d'ancrage et la dite gaine (4). 3. Antenna according to claim 2 characterized in that the protective sheath (4) covers the anchoring means (6) and the screen (9) extends between this anchoring means and said sheath (4). 4. Antenne selon la revendication 2 ou 3 caractérisée en ce que le matériau diélectrique qui constitue l'écran (9) est du polypropylène. 4. Antenna according to claim 2 or 3 characterized in that the dielectric material which constitutes the screen (9) is polypropylene. 5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4 caractérisée en ce qu'elle comprend d'une part un écran (9) constitué au moyen de quatre enroulements superposes d'un ruban (9G) de polypropyléne de trente et un micrometres d'épaisseur et de cent vingt sept dixièmes de millimètres de large enroulé hélicoîdalement selon un pas de quatre millimètres et d'autre part recouvrant cet écran d'une couche de quinze dixièmes de millimètres d'épaisseur de resine époxy chargée de fibres de verre.  5. Antenna according to any one of claims 2 to 4 characterized in that it comprises on the one hand a screen (9) constituted by means of four superimposed windings of a ribbon (9G) of polypropylene of thirty-one micrometers of thickness and one hundred twenty seven tenths of a millimeter wide wound helically in a pitch of four millimeters and on the other hand covering this screen with a layer of fifteen tenths of a millimeter thick of epoxy resin loaded with glass fibers.
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