FR2966647A1 - Antenne a fente et a ondes de surface de grande dimension - Google Patents

Abstract

L'antenne comprend une grande cavité enfouie dans le sol et ayant un fond (10) et des parois (11) métalliques et un bord périphérique (13) affleurant la surface du sol, et une couverture métallique plane (2) au-dessus du fond de cavité (10). Cette antenne de grande dimension est alors quasiment invisible et insensible aux parasites extérieurs sur le sol et de l'ionosphère. Une fente étroite (3) est située entre le bord périphérique (13) de la cavité et un chant périphérique (21) de la couverture et a une hauteur inférieure à 60 cm environ. L'antenne émet ou reçoit une onde de surface (OS) dans une bande de fréquence entre 10 kHz et 30 MHz suite à une excitation par un moyen d'alimentation en puissance (4) connecté à la couverture et au fond de cavité.

Description

Antenne à fente et à ondes de surface de grande dimension

La présente invention concerne une antenne de grande dimension pour émettre et/ou recevoir des ondes de surface dans une large bande de fréquence moyenne pouvant être comprise entre 10 kHz environ et 30 MHz environ. La bande de fréquence moyenne peut correspondre totalement ou en partie aux ondes kilométriques, hectométriques et décamétriques. L'antenne peut être incorporée par exemple dans un système d'émission de forte puissance notamment pour la diffusion de signaux de programmes radiophoniques ou de télévision, un système radar à ondes de surface ou un système de réception et d'interception.

Actuellement, des pylônes rayonnants isolés de très grande hauteur de l'ordre de 20 à 350 mètres sont bien souvent installés loin des villes pour émettre des signaux dans la bande des ondes précitées avec une puissance d'émission relativement élevée. Si l'on souhaite installer un pylône rayonnant à proximité d'une agglomération ou en ville, un important périmètre de sécurité doit être disponible pour dresser le pylône rayonnant et installer le réseau de terre filaire associé au pylône et placé sur le sol ou à une faible profondeur dans le sol. Toutefois, l'avenir des grands pylônes rayonnants à proximité des villes ou dans celles-ci est compromis pour des raisons de compatibilité électromagnétique. Les couplages entre la partie érigée du pylône et les diverses structures métalliques pouvant être situées à proximité du pylône, telles que des armatures métalliques dans des bâtiments, des réverbères métalliques et des pylônes de lignes de transport d'énergie électrique constituent des sources de courant induits, difficilement acceptables par les administrations autorisant l'installation d'antennes. Outre l'aspect inesthétique et coûteux des grands pylônes rayonnants, le contexte d'exposition du public au champ électromagnétique émis par les grands pylônes rayonnants nécessite d'obtenir un terrain relativement vaste pour l'emplacement de chaque

pylône. Tous ces inconvénients sont autant d'obstacles à l'installation d'un pylône rayonnant en zone urbaine. Par conséquent, puisqu'un grand pylône rayonnant est visible de loin, et donc ne s'intègre pas dans le paysage urbain et génère essentiellement un champ d'onde d'espace à polarisation verticale qui est une source de couplage avec les édifices et bâtiments érigés dans sa proximité, la plupart des pylônes rayonnants sont installés en dehors des agglomérations. Un pylône rayonnant des programmes radiophoniques est ainsi installé en dehors d'une ville, et donc très éloigné des récepteurs des auditeurs, ce qui l'empêche d'être efficace avec des petites puissances d'émission. La demande de brevet EP 1 594 186 Al déposée par le demandeur divulgue une antenne de sol de grande dimension pour rayonner une onde de surface kilométrique ou hectométrique. Cette antenne comprend un plan de masse métallique, une boucle d'excitation métallique, et un élément de liaison métallique. Le plan de masse est enfoui horizontalement à proximité et sous la surface du sol. La boucle d'excitation est plus longue que 25 m environ pour les longueurs d'ondes kilométriques et hectométriques et ouverte entre deux extrémités et s'étend parallèlement au plan de masse et horizontalement au-dessus de la surface du sol à une hauteur supérieure à 2 m environ par rapport au plan de masse. L'élément de liaison métallique est perpendiculaire à la boucle et relie l'une des extrémités de la boucle d'excitation au plan de masse. La boucle d'excitation et l'élément de liaison sont constitués chacun par au moins un élément cylindrique mince. La discontinuité entre l'air et le sol, située sur et dans le sol à la périphérie de l'antenne, entre le couple sol et plan de masse métallique, d'une part, et le sol sans le plan de masse métallique, d'autre part, favorise la propagation d'une onde de surface omnidirectionnelle en polarisation verticale. L'ouverture de la boucle d'excitation est petite par rapport à la longueur de la boucle pour à peu près éliminer toute composante de champ électrique horizontale à la surface du sol. L'onde de surface est due à l'injection de courants élevés dans le sol, conséquence d'une résistance ohmique de

l'antenne faible, avec un faible rayonnement latéral d'une onde d'espace comparativement à une antenne pylône. Bien que la demande de brevet EP 1 594 186 Al vise à favoriser nettement la propagation par ondes de surface et à minimiser le rayonnement d'une onde d'espace par les pylônes rayonnants, pour notamment éviter des couplages de l'antenne avec des structures proches de l'antenne au-dessus du sol, l'antenne de sol génère une onde d'espace non négligeable pour des angles proches de la normale au plan de sol. Cette onde d'espace a une puissance beaucoup plus faible que celle de l'onde de surface et est évanescente à quelques dizaines de kilomètre au-dessus de la surface du sol. Selon les bandes de fréquences, l'onde d'espace peut se réfléchir sur des couches de l'ionosphère et être à l'origine de phénomènes de fading en combinaison avec une onde de surface. Lorsque l'antenne fonctionne en émission, l'onde d'espace peut perturber des signaux de fonctionnement reçus de l'ionosphère par d'autres antennes. Inversement, le fonctionnement en réception de l'antenne peut être perturbé par une récupération d'ondes d'espace. En outre, la boucle d'excitation située à plusieurs mètres au- to dessus du sol est visible. Par ailleurs, le brevet US-A-4 200 873 présente une antenne de grande dimension pour des communications sous-marines à de très faibles fréquences de 100 kHz (ondes kilométriques). Sa structure circulaire avec un rayon de 50 m est conçue pour être posée sur le sol, 25 ou bien pour flotter sur la mer, et a des dimensions très petites par rapport à la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne. Elle comprend deux cylindres creux verticaux concentriques face à face ayant une hauteur de 15 m environ et respectivement une base supérieure et une base inférieure sur le sol pour former entre eux une 30 fente périphérique cylindrique qui est ouverte vers le haut. A l'intérieur des deux cylindres creux, des cylindres concentriques sont espacés de plusieurs mètres et liés alternativement aux bases des deux cylindres creux, et une inductance d'accord centrale est connectée entre les bases des deux cylindres creux pour accorder l'antenne à la 35 résonance. Cette structure complexe forme une antenne à fente

circulaire et cavité axiale repliée. Un hémisphère conducteur ou un cône de fils conducteurs ayant sa base liée à la plaque supérieure est ajouté pour augmenter le rendement de l'antenne. Cette antenne favorise une onde perpendiculaire au sol. La présente invention a pour objectif de fournir une antenne de grande dimension à ondes de surface qui n'offre pas les contraintes précédentes et qui est quasiment invisible à la surface du sol et s'intègre bien dans le paysage. 10 Pour atteindre cet objectif, une antenne à ondes de surface de grande dimension comprenant une cavité ayant un fond et des parois métalliques, une couverture métallique plane au-dessus du fond de la cavité et un moyen d'alimentation en puissance connecté à la 15 couverture et au fond de la cavité est caractérisée en ce que la cavité est apte à être enfouie dans le sol et l'antenne comprend une fente située entre un bord périphérique de la cavité apte à affleurer la surface du sol et un chant périphérique de la couverture et ayant une hauteur inférieure à 60 cm environ. 20 La fente étroite ayant une hauteur de quelques dizaines de centimètres, très petite par rapport aux dimensions de la cavité et de la couverture, et ouverte parallèlement au sol en affleurant celui-ci entre le chant de la couverture et le bord de la cavité situé au niveau du sol favorise uniquement une onde de surface due à une résistance de fuite 25 élevée et crée des courants de fuite élevés injectés dans le sol. L'antenne de l'invention n'exploite aucun rayonnement d'une onde d'espace comparativement à une antenne pylône et dans une moindre mesure comparativement à une antenne à ondes de surface avec une boucle d'excitation, et exploite des lignes de champ électrique de fuite 30 au niveau de la fente, depuis le chant de la couverture vers le bord périphérique supérieur de la cavité, pour générer une onde de surface. La quasi-absence de composante d'onde d'espace résout avantageusement des problèmes de compatibilité électromagnétique et d'exposition des personnes, et de couplages de l'antenne avec des 35 structures proches de l'antenne au-dessus du sol. L'antenne est5

insensible aux parasites extérieurs sur le sol et de l'ionosphère. Cette protection contre les ondes ionosphériques améliore le rapport signal à bruit. La structure de l'antenne peut être légère malgré certaines dimensions de la cavité qui peuvent atteindre plusieurs dizaines de mètres. Selon des réalisations, le fond et les parois de la cavité sont en tôles reliées les unes aux autres et la couverture est en tôle, ou le fond et les parois de la cavité et la couverture sont formés par des armatures métalliques noyées dans du béton. La cavité et la couverture sont isolées électriquement par des espaceurs isolants régulièrement répartis dans la fente entre le chant de la couverture et le bord de la cavité, et/ou des poteaux isolants régulièrement répartis sur le fond de la cavité pour soutenir la couverture au-dessus du sol. Avec une antenne d'émission selon l'invention, il est prévu d'émettre des signaux de radiodiffusion avec une faible puissance jusqu'à 5 kW environ qui peuvent être reçus dans un rayon de portée compris entre 3 km et plus de 15 km environ par des récepteurs radio d'auditeurs situés au voisinage du sol. Toutefois, selon les propriétés électriques du milieu conducteur à proximité de l'antenne qui peut être pour partie le sol et pour partie l'eau de la mer, le rayon de portée peut être supérieur à 15 km. La cavité de l'antenne est par exemple prismatique droite et les parois de la cavité et les côtés de la couverture ont une longueur supérieure à dix mètres environ et la hauteur des parois de la cavité est supérieure à un mètre environ.

Cependant l'antenne peut être cylindrique avec un fond de cavité et une couverture circulaires. L'antenne selon l'invention est très discrète grâce à la cavité enfouie dans le sol et la hauteur de la fente de quelques dizaines de centimètres et est ainsi insensible à tout vent violent, souffle, foudre, séisme ou explosion. L'antenne ne présente quasiment pas de surface écho radar (SER), et ne génère quasiment pas de champ ionosphérique susceptible de perturber d'autres signaux. Le moyen d'alimentation en puissance du type émetteur et/ou récepteur ayant des bornes reliées respectivement à la couverture et au fond de cavité peut être logé au moins en partie dans la cavité.

Afin d'obtenir une antenne plus ou moins directive, l'antenne peut comprendre un moyen conducteur sous le niveau du bord périphérique (13) de la cavité et relié à la cavité pour favoriser la fuite de lignes de champ électrique dans le sol vers l'extérieur de la cavité.

Le moyen conducteur peut comprendre des éléments métalliques aptes à être disposés dans le sol perpendiculairement à au moins l'une des parois de la cavité et ayant des extrémités reliées à ladite paroi.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations de l'invention, données à titre d'exemples non limitatifs, en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels: - la figure 1 est une vue en perspective schématique d'une antenne à ondes de surface de grande dimension selon une réalisation de l'invention; - la figure 2 est une vue en coupe transversale verticale de l'antenne montrée à la figure 1 dans laquelle est représenté schématiquement un moyen d'alimentation en puissance de l'antenne; et - la figure 3 est une vue en perspective schématique d'une antenne avec une cavité et une couverture ayant une géométrie en prisme droit à base triangulaire selon une deuxième réalisation de l'invention.

Selon la réalisation de l'invention montrée à la figure 1, une antenne d'émission ou de réception à ondes de surface de grande dimension est apte à fonctionner à une longueur d'onde de fonctionnement À d'émission ou de réception. La longueur d'onde de fonctionnement À correspond à la fréquence centrale de la bande passante de l'antenne. La fréquence centrale peut être comprise entre 10 kHz environ et 30 MHz environ. L'antenne comprend une cavité prismatique droite 1, ici parallélépipédique, qui est enfouie dans le sol S, soit dans une fosse existante, soit après avoir creusé une fosse correspondante dans le

sol. La cavité 1 présente un fond rectangulaire 10 sensiblement horizontal et donc sensiblement parallèle au sol S, deux grandes parois parallèles sensiblement verticales 11 et deux petites parois rectangulaires sensiblement verticales 12.

Le fond 10 et les parois 11 et 12 de la cavité 1 sont au moins partiellement métalliques. Par exemple, le fond et les parois de la cavité venant directement de l'excavation du sol sont couverts de tôles soudées les unes aux autres et faisant office d'élément de masse. Afin de faciliter la représentation de la cavité dans la figure 1, les parois et le fond de la cavité sont schématisés par des treillis de fils de fer à maillage par exemple carré, selon une variante de l'invention. Les tôles sont ancrées directement dans la terre et sont soudées ou liées par attaches métalliques les unes aux autres au niveau des arêtes horizontales et verticales de la cavité 1 afin d'assurer une continuité électrique entre les tôles et la terre. En variante, le fond et les parois sont formés par des armatures métalliques noyées dans du béton afin de constituer un fond et des parois en béton armé de la cavité 1. L'antenne comprend également une couverture rectangulaire plane métallique 2 superposée au-dessus du fond 10 et ayant des dimensions sensiblement égales à celles du fond. La couverture 2 est très proche du niveau du sol S et située à une hauteur h de quelques dizaines de centimètres au-dessus du sol S, typiquement comprise entre 10 cm environ et 60 cm environ. La hauteur h est celle d'une fente étroite 3 rayonnant des ondes de surface OS et située entre le chant périphérique rectangulaire 21 de la couverture 2 et le bord périphérique rectangulaire supérieur 13 des parois verticales 11 et 12 de la cavité 1. Le bord 13 est positionné pour affleurer la surface du sol S. La fente est verticale et affleure le sol S. La couverture 2 est maintenue centrée perpendiculairement à l'axe vertical de la cavité 1 et au-dessus de celle-ci à la hauteur h de la fente 3 au moyen de petits espaceurs 22 en matière isolante électriquement, régulièrement répartis dans la fente entre le chant 21 de la couverture et le bord périphérique 13 de la cavité et au moyen de poteaux légers 23 en matière isolante électriquement. Les poteaux isolants 23 sont fixés sur le fond 10 de la cavité 1 et répartis

régulièrement sur celui-ci pour soutenir la couverture à une hauteur prédéterminée H + h au-dessus du fond 10, H étant la hauteur de la cavité. La couverture 2 peut être également en tôle, ou formé par un treillis de fils métalliques qui est isolé électriquement des parois 11 et 12 de la cavité 1 par les espaceurs 22 et les poteaux 23. La longueur L et la largeur 1 de la cavité et de la couverture sont inférieures au quart de la longueur d'onde de fonctionnement À. Les parois de la cavité et la couverture peuvent être en un métal bon conducteur comme le cuivre ou l'aluminium, ou un alliage ayant pour composant essentiel du cuivre ou de l'aluminium, pour assurer une excellente continuité électrique. Selon une variante plus discrète et esthétique, la couverture 2 peut être formée par des armatures métalliques noyées dans une plaque en béton ou en matière plastique, de manière à pouvoir être recouverte par toute décoration, y compris par de la terre pour la pelouse, des fleurs et des plantes, ou bien par un bâtiment. Pour cette variante, les mailles des treillis du fond et des parois de la cavité et de la couverture ont des côtés très petits par rapport à la longueur d'onde de fonctionnement À, c'est-à-dire inférieurs au vingtième de la longueur d'onde À. Ainsi la couverture est le seul élément de l'antenne sensiblement apparent au-dessus du sol, mais positionné seulement à une ou quelques dizaines de centimètres au-dessus du sol. La hauteur h de la fente 3 satisfait un compromis entre une fente trop étroite pouvant donner naissance à un courant fort sur le bord de la cavité, voire à un courant d'amorçage entre la couverture et les parois de la cavité, et une fente trop large favorisant une suppression de ligne de champ électrique et donc un découplage entre la couverture et les parois de la cavité, afin de coupler le plus possible d'énergie radioélectrique à la surface du sol pour rayonner par l'antenne une onde de surface évanescente se propageant au-dessus de la surface du sol. La projection du pourtour de la couverture 2 sur le fond 10 de la cavité 1 peut être comprise dans le pourtour du fond 10 afin d'éviter des effets de bords de champ électrique entre le bord 21 de la couverture 2 et le bord 13 de la cavité 1 et favoriser davantage le

confinement et la fuite de lignes de champ électrique au ras du sol et ainsi injecter une énergie électromagnétique élevée à haute fréquence dans le sol. L'antenne comprend encore un moyen d'alimentation en puissance 4 comprenant principalement un dispositif d'émission ou de réception selon que l'antenne fonctionne en émission ou en réception, par exemple pour émettre ou recevoir des programmes de radiodiffusion à travers l'antenne, et un câble d'alimentation à deux fils conducteurs 51 et 52 reliant des bornes positive et négative du moyen d'alimentation respectivement à la couverture 2 et au fond de cavité 10 relié à la terre. Selon la figure 2, des extrémités des fils 51 et 52 sont connectées sensiblement au centre de la couverture 2 et sensiblement au centre du fond de cavité 10 afin d'équirépartir les courants fournis par le moyen d'alimentation 4 dans l'antenne et autour de celle-ci à proximité de la surface du sol. Le moyen d'alimentation 4 qui est représenté seulement dans la figure 2 afin de ne pas surcharger la figure 1, est logé au moins en partie sensiblement au centre de la cavité 1. Le moyen d'alimentation est ainsi protégé des intempéries par la couverture. Le moyen d'alimentation comprend notamment en sortie, un amplificateur de puissance à faible impédance de sortie et une cellule d'adaptation d'impédance à inductance et capacité reliée aux fils 51 et 52. Par exemple, pour émettre ou recevoir des signaux à une fréquence porteuse de résonance À voisine de 1200 kHz avec une bande passante de 10 kHz, c'est-à-dire sensiblement au centre de la bande des ondes hectométriques, les dimensions de l'antenne sont les suivantes : longueur de la cavité: L = 29 m, largeur de la cavité : 1 = 12 m, hauteur de la cavité : H = 2 m, hauteur de la fente 3: h = 30 cm. Le moyen d'alimentation 4 a une puissance de 5 kW environ correspondant à un champ électrique de service supérieur à 2 mV/m. Les dimensions de l'antenne ci-dessus sont données à titre d'exemple. En pratique, l'antenne a des dimensions déterminées

notamment en fonction de la fréquence de résonance centrale de la bande de fréquence de fonctionnement souhaitée.

Dans ces conditions, le fonctionnement de l'antenne est proche de celui d'une antenne à fente mais avec la particularité que la fente affleure le sol S. L'antenne présente la combinaison particulière d'une cavité ouverte 1 et d'une fente 3, entre la cavité 1 et la couverture 2, qui rayonne l'énergie électrique confinée dans la cavité sous la forme d'un courant vers l'extérieur immédiat dans et à la surface du sol.

L'antenne selon l'invention met ainsi à profit des lignes de champ électrique de fuite LCF canalisées par la fente 3 au ras du sol grâce à l'enterrement de la cavité 1 de manière à injecter un courant élevé à haute fréquence dans le sol et générer par fuites uniquement une onde de surface OS porteuse du signal de fonctionnement. L'onde de surface OS peut être captée jusqu'à une hauteur de 10 à plus de 15 mètres environ. L'antenne enterrée selon l'invention n'émet ou ne reçoit quasiment pas d'onde vers l'ionosphère. Dans un rayon de 5 km au voisinage du sol, le champ électrique est d'environ 10 mV/m, pour une puissance du moyen d'alimentation 4 de 5 kW, ce qui confère au moyen d'alimentation 4 une portée comprise entre 15 km et 30 km selon le relief et la qualité du terrain. L'antenne selon l'invention présente une impédance de rayonnement dont la partie réelle est relativement faible, de l'ordre de 2 à 3 ohms, ce qui favorise l'injection d'un courant de fuite élevé dans le sol. En outre, cette faible impédance est compatible avec un amplificateur à l'état solide en sortie du moyen d'alimentation 4 dont l'impédance de sortie est basse, de l'ordre de 4 à 6 ohms. La cellule d'adaptation est un quadripôle dont deux bornes sont reliées au dispositif d'émission ou de réception dans le moyen d'alimentation et deux autres bornes sont reliées à la couverture et au fond de la cavité via les fils 51 et 52 du câble d'alimentation. La cellule d'adaptation comprend un symétriseur-adaptateur d'impédance dont le rapport de transformation d'impédance est relativement faible, compris entre 1 environ et 3 environ, pour que l'impédance de la couverture et de la cavité ramenée aux bornes de la cellule soit sensiblement égale à Il

l'impédance caractéristique du moyen d'alimentation. Le moyen d'alimentation 4 est alors alimenté sous faible impédance, ce qui réduit encore les pertes en évitant toute adaptation d'impédance supplémentaire en entrée.

Pour augmenter le rendement de l'antenne qui est inversement proportionnel à la résistance de la cavité métallique 1, la résistance de la cavité est réduite par rapport à la résistance de fuite au niveau de la fente de rayonnement 3 en diminuant les pertes dans les tôles ou treillis de la cavité et de la couverture.

L'enfouissement de la cavité 1 dans le sol et le recouvrement de celle-ci par la couverture 2 rend l'antenne selon l'invention quasiment invisible et discrète notamment dans un milieu urbain. Avantageusement, l'antenne selon l'invention peut être utilisée en bord de mer, notamment sur une île, sans détériorer le paysage de celle-ci. La situation de l'antenne à proximité de la mer favorise la propagation du signal de fonctionnement vers ou depuis des villes côtières, des bateaux et des stations et balises de télécommunications côtières grâce à la conductivité de l'eau salée de la mer beaucoup plus élevée que celle de la terre, en étant indépendant de toutes pollutions d'ondes ionosphériques.

Afin d'améliorer le couplage de l'antenne avec le sol particulièrement lorsque le sol S présente une conductivité faible comme de la terre sèche ou est recouvert de végétation, et ainsi favoriser la propagation d'une onde de surface OS émise ou reçue par l'antenne en élargissant l'étendue des lignes de champ électrique de fuite LCF autour de l'antenne et ainsi en augmentant la résistance de fuite, un réseau conducteur de masse composés de fils 6 ou de tiges métalliques est enfoui dans le sol S sous le niveau du bord périphérique 13 de la cavité. Le réseau de fils 6 est sensiblement parallèle à la surface du sol et s'étend sensiblement perpendiculairement aux parois 11 et 12 de la cavité à une profondeur relativement petite de quelques dizaines de centimètres environ, par exemple de 10 à 30 cm environ, de la surface du sol pour favoriser une onde de surface au-dessus de la surface du sol S et défavoriser toute

onde guidée sous la surface du sol. Les fils métallisés du réseau 6 sont disposés dans le sol perpendiculairement à chaque paroi 11, 12 et ont des extrémités soudées ou reliées par attaches métalliques à la tôle ou au treillis de cette paroi. La longueur des fils de terre 6 est sensiblement égale au quart de la longueur d'onde de fonctionnement À afin de conduire un maximum de courant vers le sol. A la place des fils de terre, d'autres éléments métalliques tels qu'un treillis ou grillage métallique ou tels que des plaques métalliques pleines ou grillagées, peuvent être enfouis dans le sol et étendus tout autour des parois 11 et 12 de la cavité et dans un plan sensiblement perpendiculaire à celles-ci. La largeur du réseau 6 prise perpendiculairement aux parois est également de l'ordre du quart de la longueur d'onde de fonctionnement À. La résistance des éléments métalliques du réseau 6 est également réduite afin d'augmenter le rendement de l'antenne qui en pratique est supérieur à Io % environ. En variante, le réseau d'éléments métalliques de masse 6 ne s'étend que perpendiculairement à une partie des parois de la cavité qui est par exemple au moins une partie de l'une des grandes parois 11 de la cavité et qui est orientée vers une zone à desservir par le signal de fonctionnement de l'antenne. Le réseau 6 concentre alors plus de lignes de champ électrique de fuite à proximité de la partie de la fente 3 sur ladite partie de la grande paroi 11. Plus les grandes parois 11 sont longues comparativement aux petites parois 12, plus les fuites de courant seront concentrées perpendiculairement aux grandes parois, ce qui privilégie davantage une direction de rayonnement de l'antenne.

La forme de la cavité et de la couverture de l'antenne selon l'invention n'est pas limitée à la géométrie parallélépipédique montrée à la figure 1, qui peut être beaucoup plus longue que large. A périmètre constant de la cavité et de la couverture, plus la forme de la cavité et de la couverture est longiligne, c'est-à-dire plus le rapport longueur/largeur est grand, plus l'antenne rayonne de l'énergie radioélectrique le long du grand axe de l'antenne. La forme de la cavité

et de la couverture est déterminée en fonction de la pureté de la polarisation du champ électrique essentiellement verticale d'une onde de surface évanescente et l'omnidirectivité de l'antenne à la surface du sol, souhaitées pour l'antenne. Par exemple, le contour du fond de la cavité et de la couverture peut être circulaire, elliptique ou polygonal régulier. Selon une deuxième réalisation montrée à la figure 3, l'antenne a la forme d'un prisme droit dont les bases sont triangulaires et forment le fond 10a de la cavité la et la couverture 2a. La cavité la comporte trois parois rectangulaires sensiblement verticales. Par exemple, le contour du fond 10a et de la couverture 2a est isocèle et la cavité la comporte une paroi 11 a formant la base de la section isocèle et deux parois égales 12a. Seulement le réseau d'éléments conducteurs de masse 6a est relié perpendiculairement à la paroi 11a afin de canaliser une plus grande partie de l'énergie électrique dans la fente 3 suivant la direction de rayonnement perpendiculaire à la paroi 11 a vers une région destinée à émettre ou recevoir le signal de fonctionnement. L'arête verticale de la cavité et de la couverture opposée à la paroi 11 a est dirigée vers une zone aveugle qui n'émet pas ou ne reçoit pas le signal de fonctionnement. Dans cette deuxième réalisation, l'antenne est directionnelle.

Claims (11)

1. REVENDICATIONS1 - Antenne à ondes de surface (OS) de grande dimension comprenant une cavité (1) ayant un fond (10) et des parois (11, 12) métalliques, une couverture métallique plane (2) au-dessus du fond de la cavité (10) et un moyen d'alimentation en puissance (4) connecté à la couverture et au fond de la cavité, caractérisée en ce que la cavité (1) est apte à être enfouie dans le sol (S) et l'antenne comprend une fente (3) située entre un bord périphérique (13) de la cavité apte à affleurer la surface du sol et un chant périphérique (21) de la couverture et ayant une hauteur (h) inférieure à 60 cm environ.
2. 2 - Antenne conforme à la revendication 1, dans laquelle le fond (10) et les parois (11, 12) de la cavité (1) sont en tôles reliées les unes aux autres et la couverture (2) est en tôle isolée électriquement des tôles des parois de la cavité.
3. 3 - Antenne conforme à la revendication 1, dans laquelle le fond (10) et les parois (11, 12) de la cavité et la couverture (2) sont formés par des armatures métalliques noyées dans du béton.
4. 4 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant des espaceurs isolants (22) régulièrement répartis dans la fente (3) entre le chant (21) de la couverture (2) et le bord (13) de la cavité, et/ou des poteaux isolants (23) régulièrement répartis sur le fond (10) de la cavité pour soutenir la couverture (2) au-dessus du sol (S).
5. 5 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la cavité (1) est prismatique droite avec des parois (11, 12) ayant une longueur (L, 1) supérieure à dix mètres environ et une hauteur (H) supérieure à un mètre environ.
6. 6 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que le moyen d'alimentation en puissance (4) est logé au moins en partie dans la cavité (1).
7. 7 - Antenne conforme à la revendication 6, dans laquelle le moyen d'alimentation en puissance (4) a des bornes reliées par des fils conducteurs (51, 52) au centre du fond de cavité (10) et sensiblement au centre de la couverture (2).
8. 8 - Antenne conforme à la revendication 6 ou 7, dans laquelle le moyen d'alimentation en puissance (4) comprend une cellule d'adaptation d'impédance avec un rapport de transformation compris entre 1 environ et 3 environ.
9. 9 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 8, comprenant un moyen conducteur (6 ; 6a) sous le niveau du bord périphérique (13) de la cavité et relié à la cavité pour favoriser la fuite de lignes de champ électrique dans le sol (S) vers l'extérieur de la cavité (1 ; la).
10. 10 - Antenne conforme à la revendication 9, dans laquelle le moyen conducteur comprend des éléments métalliques (6 ; 6a) aptes à être disposés dans le sol (S) perpendiculairement à l'une (11 ; 11a) des parois de la cavité et ayant des extrémités reliées à ladite paroi.
11. 11 - Antenne conforme à la revendication 10, dans laquelle les éléments métalliques (6 ; 6a) ont une longueur sensiblement égale au quart de la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne.25