FR2971630A1 - Systeme d'antenne pour navire - Google Patents
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Abstract
Navire comprenant un système d'antenne, ledit navire comprenant une structure ayant au moins un pont (4) qui présente une zone en forme de coin (2), ledit système d'antenne comprenant au moins une portion de ladite structure comprenant une cavité (3) agencée dans ladite zone en forme de coin, ladite cavité ayant des parois réfléchissantes pour les ondes électromagnétiques, et ouvertes vers l'extérieur du navire, et un fil d'antenne (1) disposé dans la cavité, à distance des parois de la cavité.
Description
1 Système d'antenne pour navire
La présente invention est relative aux systèmes d'antenne pour navire, et concerne les systèmes d'antenne destinés aux communications entre le navire et un système distant. De nombreuses antennes et/ou systèmes d'antennes équipent les navires modernes. Il est de plus en plus difficile d'installer un nombre croissant d'antennes et/ou de systèmes d'antennes à bord de ces navires, tout en préservant ou en améliorant la furtivité de ces navires et la qualité des communications. Il est apparu un besoin d'optimiser l'installation de ces antennes, en particulier celles qui requièrent une taille importante, par exemple celles qui opèrent dans la bande de fréquence HF, à savoir entre 1 Mhz et 30 MHz. A cet effet, selon l'invention, il est divulgué un navire comprenant un système d'antenne, ledit navire comprenant une structure ayant au moins un pont qui présente une zone en forme de coin, ledit système d'antenne comprenant au moins . - une portion de ladite structure comprenant une cavité agencée dans ladite zone en forme de coin, ladite cavité ayant des parois réfléchissantes pour les ondes électromagnétiques, et ouvertes vers l'extérieur du navire, - un fil d'antenne disposé dans la cavité, à distance des parois de la cavité. Grâce à ces dispositions, l'antenne est logée dans une zone peu utilisée du navire, à distance de la mature où se trouvent d'autres équipements de communication ; ceci permet de diminuer les interférences et les couplages entre les différents équipements de communication à bord et d'accroître ainsi leur disponibilité. La furtivité peut aussi être améliorée.
Dans divers modes de réalisation de l'invention, on
2 peut éventuellement avoir recours en outre à l'une et/ou à l'autre des dispositions suivantes : - la structure du navire comporte un bord transversal délimitant ledit pont vers l'arrière et ladite cavité est agencée au niveau dudit bord transversal ; ainsi le coin utilisé pour loger l'antenne est un coin arrière du pont, ce qui procure un important secteur ouvert vers l'arrière facilitant les performances de communication ; - ledit navire s'étend entre une extrémité avant et une extrémité arrière et ladite cavité est agencée au voisinage de ladite extrémité arrière ; ainsi le coin utilisé pour loger l'antenne est un coin extérieur arrière du navire, aucun équipement du navire ne venant gêner les performances de communication du système l'antenne, notamment vers l'arrière et vers le haut ; le pont présente une surface supérieure sensiblement plane au voisinage de ladite zone en forme de coin, et ledit fil d'antenne est agencé en dessous du niveau de ladite surface supérieure ; la surface supérieure peut alors être prolongée par un matériau perméable aux ondes électromagnétiques, au dessus de la cavité, pour protéger l'antenne et pour autoriser l'utilisation éventuelle de toute la surface du pont dans ledit coin, - la cavité comprend une surface inférieure sensiblement horizontale située au dessous de la surface dudit pont, une surface auxiliaire adjacente à ladite surface supérieure du pont, et une surface intermédiaire joignant ladite surface inférieure et ladite surface auxiliaire, lesdites surfaces auxiliaire et intermédiaire étant orientées vers l'extérieur du navire ce qui améliore la réflexion des ondes électromagnétiques et donc les performances de communication, en particulier vers l'arrière et vers la verticale ; - la surface intermédiaire est inclinée, d'un angle 35 compris entre 30° et 60°, par rapport à la surface
3 inférieure, le fil d'antenne étant fixé sur ladite surface intermédiaire ; ceci permet d'équilibrer le diagramme de gain du système d'antenne dans tout l'espace ouvert vers l'extérieur du navire ; - le fil d'antenne présente sensiblement une forme en 'U' avec deux portions d'extrémité fixées à ladite surface intermédiaire, une portion intermédiaire sensiblement parallèle à la surface inférieure ; ce qui améliore la réflexion des ondes électromagnétiques et donc les performances de communication, en particulier vers le haut ; - la portion intermédiaire est espacée de la surface inférieure d'au moins 0,8 m et présente une longueur supérieure à 3 m ; ceci conduit à une bonne adaptation pour opérer des communications dans la bande HF entre 1 Mhz et 30 MHz ; - la structure du navire comporte en outre un bord longitudinal délimitant ledit pont sur un coté du navire, et la portion intermédiaire du fil d'antenne comprend une première portion intermédiaire parallèle au bord longitudinal et une deuxième portion intermédiaire parallèle au bord transversal ; ce qui permet d'optimiser les performances du système d'antenne à la fois vers l'arrière et vers le coté; - le système d'antenne comprend un radome de protection recouvrant ladite cavité ceci permet de protéger l'antenne et d'autoriser l'utilisation éventuelle de toute la surface du pont dans ledit coin, - le radome de protection comprend un matériau absorbant sélectif adapté pour absorber les ondes électromagnétiques de fréquence éloignées des fréquences utilisées par le système d'antenne et laisser passer les ondes électromagnétiques de fréquences utilisées par le système d'antenne ; ceci permet d'améliorer la furtivité sans dégrader les performances de communication ;
4 - le système d'antenne est adapté pour supporter des communications dans la bande HF entre 1 Mhz et 30 MHz. D'autres aspects, buts et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation de l'invention, donné à titre d'exemple non limitatif. L'invention sera également mieux comprise en regard des dessins joints sur lesquels : - la figure 1 est une vue générale d'un navire équipé d'un système d'antenne, selon l'invention, - la figure 2 est une vue de trois quart arrière du pont arrière du navire de la Figure 1, - la figure 3 est une vue partielle détaillée du système d'antenne du navire de la Figure 1, - la figure 4 est une vue en coupe du système d'antenne 15 du navire de la Figure 1, - la figure 5 représente les performances électromagnétiques obtenues avec le système d'antenne du navire de la Figure 1, et - la figure 6 est analogue à la Figure 3, montrant un 20 radome de protection. Sur les différentes figures, les mêmes références désignent des éléments identiques ou similaires. La figure 1 montre un navire 90, civil ou militaire, ayant une structure avec une coque, une extrémité avant 91, 25 une extrémité arrière 92 et un ou plusieurs ponts principaux, par exemple un pont extérieur avant et un pont extérieur arrière 4. Par ailleurs, le navire comprend un poste de surveillance et commandement 95, ainsi qu'une mature 94 30 disposée en hauteur et supportant divers équipements de communications et/ou de signalisation. En référence aux figures 2 et 3, selon l'invention, la structure comprenant le pont arrière 4 comprend un bord transversal 41, un bord longitudinal 42, qui délimitent 35 ledit pont 4 respectivement vers l'arrière et vers bâbord. A l'endroit où le bord transversal 41 et le bord longitudinal 42 sont proches est ménagée une zone en forme de coin 2 dans laquelle est agencée un fil d'antenne 1 comme il sera détaillé plus loin. Le pont 4 présente une 5 surface sensiblement plane 40 au voisinage de la zone en forme de coin 2. De plus, la structure du navire peut comprendre un autre bord longitudinal 43 délimitant ledit pont 4 vers tribord, ce qui permet d'agencer le cas échéant une autre zone en forme de coin 2' dans la zone d'intersection dudit bord longitudinal 43 et du bord transversal 41, ladite autre zone en forme de coin 2' comprenant également une cavité 3' et un autre fil d'antennel'. Comme illustré, la structure du navire peut comprendre une paroi longitudinale 5 de coque, sensiblement verticale ou présentant une inclinaison par rapport à la verticale inférieure à 30°, ladite paroi longitudinale 5 étant dans l'exemple illustré adjacente au bord longitudinal 42 bâbord. De même, la structure du navire peut comprendre une paroi transversale 6 de coque, sensiblement verticale ou présentant une inclinaison par rapport à la verticale inférieure à 30°, ladite paroi transversale 6 étant dans l'exemple illustré adjacente au bord transversal 41. Ladite paroi longitudinale 5 et ladite paroi transversale 6 se rejoignent au niveau d'une arête de coin 51. La dite paroi transversale 6, comporte une porte arrière 93 du navire, qui permet le chargement et/ou déchargement de matériel dans le ou les ponts inférieurs du navire. Il est à noter que la zone en forme de coin 2 dans laquelle est agencée l'antenne pourrait tout aussi bien être se trouver dans une partie avant du pont principal, et également dans une partie quelconque d'un pont auxiliaire. Avantageusement selon l'invention, une portion de ladite structure comprend, dans ladite zone en forme de coin 2, une cavité 3 permettant d'agencer le fil d'antenne
6 1. Ainsi, dans l'exemple illustré, ladite cavité 3 est agencée au voisinage de ladite extrémité arrière du navire 92. Ladite cavité 3 présente des parois réfléchissantes pour les ondes électromagnétiques, et ouvertes vers l'extérieur du navire. Plus précisément, la cavité 3 comprend : - une surface inférieure 31 sensiblement horizontale située au dessous du niveau de la surface 40 dudit pont, ayant un la forme d'un triangle avec une pointe 31c qui délimite l'arête de coin 51 déjà mentionnée, et des cotés 31a,31b s'étendant depuis la pointe 31c parallèlement respectivement au bord longitudinal 42 et au bord transversal 41, - une surface auxiliaire 33, sensiblement verticale, adjacente à ladite surface supérieure 40 du pont au niveau du bord coupé 44, et - une surface intermédiaire 32 joignant ladite surface inférieure et ladite surface auxiliaire, inclinée d'un angle compris entre 30° et 60° par rapport à la surface inférieure, le fil d'antenne 1 étant fixé sur ladite surface intermédiaire 32. Selon l'invention, lesdites surfaces auxiliaire et intermédiaire sont orientées vers l'extérieur du navire.
Dans l'exemple illustré, la surface inférieure 31 se situe 1 mètre au dessous du niveau de la surface 40, et la surface intermédiaire 32 est inclinée à 45°. Le fil d'antenne 1 est formé d'un fil métallique de section ronde et de diamètre 'e' 50 mm et qui est mis en 30 forme et positionné comme suit. Le fil d'antenne 1 présente sensiblement une forme de boucle en 'U' avec deux portions d'extrémité 11,14 fixées à ladite surface intermédiaire 32, une portion intermédiaire 12,13 sensiblement parallèle à la surface inférieure 31. 35 Plus précisément, la portion intermédiaire est espacée
7 de la surface inférieure d'au moins 0,8 m et présente une longueur supérieure à 3 m. En outre, ledit fil d'antenne 1 est agencé en dessous du niveau de la surface supérieure 40 sensiblement plane.
Dans l'exemple illustré ici, la portion intermédiaire se décompose en une première portion intermédiaire 12 de longueur '12' 1,9 m et parallèle au bord longitudinal 42 et une deuxième portion intermédiaire 13 de longueur '12' 1,9 m parallèle au bord transversal 41, mais la portion intermédiaire pourrait être toutefois rectiligne ou prendre tout autre forme. Les portions d'extrémité 11,14 présentent une longueur 111' de 0,6 mètre et sont fixées perpendiculairement par rapport à la surface intermédiaire 32, au moyen d'embases 16.
Les portions d'extrémité 11,14 du fil d'antenne sont adaptées pour être connectées à un appareillage de commande d'antenne connu dans l'art et non représenté. Le fil d'antenne 1 pourrait aussi posséder une seule extrémité connectée.
Toute autre forme pour le fil d'antenne pourrait être envisagée sans sortir du cadre de l'invention, même une ou plusieurs pistes conductrices sur une antenne de type 'patch'. De même, tout autre diamètre 'e' de fil d'antenne peut être envisagé sans sortir du cadre de la présente invention. Les performances résultantes concernant l'exemple illustré sont représentées sur la figure 5, dans laquelle sont tracées . - une première courbe de gain 81 pour une antenne fouet 30 de référence ayant une longueur de 8 mètres, - une seconde courbe de gain 82 pour une antenne de boucle agencée en zone de coin selon l'invention, la longueur totale du fil d'antenne mesurant 5 mètres, - une troisième courbe de gain 83 pour une antenne de 35 boucle agencée en zone de coin selon l'invention, la
8 longueur totale du fil d'antenne mesurant 3 mètres. On voit ainsi que les performances d'une antenne de boucle agencée en zone de coin selon l'invention sont meilleure que celles d'une antenne fouet de référence ayant une longueur de 8 mètres : l'intégration de l'antenne selon l'invention améliore les performances et diminue l'espace nécessaire à ladite antenne. Avantageusement selon l'invention, un tel agencement du fil d'antenne 1 dans la cavité 3 améliore la réflexion des ondes électromagnétiques et donc les performances de communication, en particulier vers l'arrière et vers le haut. De plus, les dimensions choisies ici permettent d'éviter que la fréquence de résonance propre à la cavité, déterminée par ses dimensions, ne vienne interférer dans la bande HF (3-30 MHz). Ainsi, il est possible, avec cette configuration d'antenne, de s'affranchir du phénomène de 'skip zone'. Selon ce phénomène de 'skip zone', connu dans le domaine des communication HF à distance notamment à polarisation verticale, les communications à faible distance (entre Okm et environ 150 Km) sont possibles grâce aux ondes de surface (ou 'de sol'), les communications à longue distance (entre environ 300 Km et 800 Km ou plus) bénéficient de l'effet de la réflexion ionosphérique, mais dans un domaine de distance intermédiaires (entre environ 150 Km et 300 Km), les ondes de surface sont trop atténuées et la réflexion ionosphérique est insuffisante en particulier pour les ondes polarisées verticalement. Avantageusement selon l'invention, un tel agencement du fil d'antenne 1 dans la cavité 3 se caractérise par une composante importante en polarisation horizontale. Ceci a pour résultat une propagation par mode 'NUIS' (near- vertical skywave) qui permet une communication constante par réflexion ionosphérique y compris dans la 'skip zone' décrite ci-dessus, quelque soit la distance entre 0 Km et
9 800 Km ou plus. Selon un autre aspect de l'invention, en référence à la figure 6, la cavité 3 peut être recouverte par un radome 50 qui permet de proteger le fil d'antenne 1 de l'environnement marin. Le radome 50 comprend une surface supérieure 52 sensiblement alignée avec la surface 40 du pont, prolongeant ainsi ladite surface 40 du pont, et des faces latérales 53, coplanaires avec les parois longitudinale 5 et transversale 6. De cette manière, le radome 50 masque la visibilité optique de l'antenne. De plus, le radome de protection peut comprendre un matériau absorbant sélectif adapté pour absorber les ondes électromagnétiques de fréquence éloignées des fréquences utilisées par le système d'antenne et laisser passer les ondes électromagnétiques de fréquences utilisées par le système d'antenne. Ainsi le radome 50 améliore la furtivité électromagnétique du navire. Il est à noter que la zone de coin 2 peut être signalée de façon spécifique si des membres de l'équipage sont amenés à s'y tenir, par exemple par la mention 'personnel hazard', marqué au sol ou sur le radome. Dans l'exemple illustré, le navire comprend une antenne dans le coin arrière gauche du pont et une antenne dans le coin arrière droit du pont du navire. Le navire en question peut être une vedette, une frégate, une corvette, un porte-avions. L'agencement ainsi proposé permet par croisement perpendiculaire des polarisations des antennes un découplage important (environ 30 dB) entre les communications et une grande proximité entre les systèmes.
Par ailleurs, il est à noter que, sans sortie du cadre de la présente invention, la cavité 3 décrite ci-dessus pourrait être de toute forme différente et que le fil d'antenne pourrait prendre la forme d'un brin rayonnant de forme quelconque.
Claims (12)
- REVENDICATIONS1. Navire comprenant un système d'antenne, ledit navire comprenant une structure ayant au moins un pont (4) qui présente une zone en forme de coin (
- 2) , ledit système d'antenne comprenant au moins : - une portion de ladite structure comprenant une cavité (3) agencée dans ladite zone en forme de coin, ladite cavité ayant des parois réfléchissantes pour les ondes électromagnétiques, et ouvertes vers l'extérieur du navire, - un fil d'antenne (1) disposé dans la cavité, à distance des parois de la cavité. 2. Navire comprenant un système d'antenne selon la revendication 1, dans lequel la structure du navire comporte un bord transversal (42) délimitant ledit pont vers l'arrière et ladite cavité est agencée au niveau dudit bord transversal.
- 3. Navire comprenant un système d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 2, dans lequel ledit navire s'étend entre une extrémité avant et une extrémité arrière et ladite cavité est agencée au voisinage de ladite extrémité arrière.
- 4. Navire comprenant un système d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel le pont présente une surface supérieure (40) sensiblement plane au voisinage de ladite zone en forme de coin, et dans lequel ledit fil d'antenne est agencé en dessous de ladite surface supérieure (40).
- 5. Navire comprenant un système d'antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la cavité comprend une surface inférieure (31) sensiblement horizontale située au dessous de la surface dudit pont, une surface auxiliaire (33) adjacente à ladite surface supérieure (40) du pont, et une surface intermédiaire (32)joignant ladite surface inférieure et ladite surface auxiliaire, lesdites surfaces auxiliaire et intermédiaire étant orientées vers l'extérieur du navire .
- 6. Navire comprenant un système d'antenne selon la revendication 5, dans lequel la surface intermédiaire est inclinée, d'un angle compris entre 30° et 60°, par rapport à la surface inférieure, le fil d'antenne étant fixé sur ladite surface intermédiaire.
- 7. Navire comprenant un système d'antenne selon la revendication 6, dans lequel le fil d'antenne présente sensiblement une forme en 'U' avec deux portions d'extrémité (11,14) fixées à ladite surface intermédiaire, une portion intermédiaire (12,13) sensiblement parallèle à la surface inférieure.
- 8. Navire comprenant un système d'antenne selon la revendication 7, dans lequel la portion intermédiaire est espacée de la surface inférieure d'au moins 0,8 m et présente une longueur supérieure à 3 m.
- 9. Navire comprenant un système d'antenne selon les revendications 2 et 7, dans lequel la structure du navire comporte en outre un bord longitudinal (41) délimitant ledit pont sur un coté du navire, et dans le quel la portion intermédiaire comprend une première portion intermédiaire (12) parallèle au bord longitudinal et une deuxième portion intermédiaire (13) parallèle au bord transversal (41).
- 10. Navire comprenant un système d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système d'antenne comprend un radome de protection (50) recouvrant ladite cavité.
- 11. Navire comprenant un système d'antenne selon la revendication 10, dans lequel le radome de protection comprend un matériau absorbant sélectif transparent pour les ondes électromagnétiques des fréquences utilisées par le système d'antenne (35), en particulier dans la bande HFentre 1 MHz et 30 MHz et absorbant pour les ondes électromagnétiques de fréquences éloignées des fréquences utilisées par le système d'antenne.
- 12. Navire comprenant un système d'antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel le système d'antenne supporte des communications dans la bande HF entre 1 Mhz et 30 MHz.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2014058360A1 (fr) * | 2012-10-09 | 2014-04-17 | Saab Ab | Procédé d'intégration d'une antenne au fuselage d'un véhicule |
| RU2687845C1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-05-16 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля |
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2011
- 2011-02-16 FR FR1151283A patent/FR2971630B1/fr active Active
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| RU2687845C1 (ru) * | 2018-06-22 | 2019-05-16 | Акционерное общество "Проектно-конструкторское бюро "РИО" | Широкополосная коротковолновая антенна, интегрированная в надстройку корабля |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2971630B1 (fr) | 2013-02-08 |
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