WO2007110516A2 - Dispositif d'antenne pour navire - Google Patents

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WO2007110516A2
WO2007110516A2 PCT/FR2007/000535 FR2007000535W WO2007110516A2 WO 2007110516 A2 WO2007110516 A2 WO 2007110516A2 FR 2007000535 W FR2007000535 W FR 2007000535W WO 2007110516 A2 WO2007110516 A2 WO 2007110516A2
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antenna
cable
float
ship
support
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PCT/FR2007/000535
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Inventor
Eric Pierron
Original Assignee
Bilbo Marine Technique Industrie
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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the present invention relates generally to the field of antennas and antenna devices used on surface vessels.
  • the invention relates to a radio antenna device for a surface vessel comprising:
  • a whip antenna with a tuning box: in this case a whip usually between 6 and 12 m high equipped with a tuning box can cover the HF band.
  • This solution has a relatively small footprint allows to tune the antenna on a narrow portion of the HF band.
  • the use of frequency evasion type waveform requires the use of high cost specific tuning boxes.
  • This type of antenna has a radiation pattern that is strongly affected by the presence of the superstructures of the ship.
  • a broadband antenna composed of a ribbon antenna for the lower part of the strip (typically 2 - 8 MHz) as described in patent document US3803615 and a triple whip or a vertical bicon for the upper part of the HF band (typically 8 - 30 MHz), the assembly being associated with a duplexer, allowing the combination of these two antennas to be seen by the transmission system as a single aerial.
  • the disadvantage of this type of solution lies mainly in the size of the HF web that must be deployed over the bridge over a significant length (10 to 25 m).
  • one of the main drawbacks lies in the need to deploy the radiating elements of the antenna on the deck of the ship or on the superstructures of the ship, which limits the distance between the various equipment installed on board. and consequently the decoupling between the said elements.
  • antennas such as high frequency antennas aboard surface ships therefore faces problems of the necessary size of the antennas which, in order to ensure satisfactory performance, must have a length approaching the wavelength of the antennas.
  • the present invention aims to provide a surface vessel antenna device for deploying an antenna without posing congestion problem at the deck of the ship or its structures.
  • the antenna device of the invention is essentially characterized in that it comprises a float and in that the antenna comprises at least one flexible cable extending between the antenna support and the float, the device being adapted so that when the float is placed on the surface of a body of water and towed by a surface vessel carrying the support antenna, which extends between the float and the support is then suspended over a major portion of cable length, above and away from the water, thus allowing the air deployment of a antenna cable.
  • the antenna cable is provided to allow transmission and / or reception of radio signals included in medium frequency (MF) bandwidths up to high frequency bandwidths such as 30 MHz frequencies.
  • MF medium frequency
  • the antenna length will preferably be 35 m, corresponding to a quarter of the wavelength at 2 MHz, a quarter of 150 m.
  • the invention makes it possible to deploy, overhead, above the body of water and outside the ship, thus outside the strongest zones of electromagnetic disturbances generated by the ship, an antenna length that can be adapted specifically to the types of frequencies to be used. capture and / or transmit.
  • the float allows on the one hand to exert a tension force of the cable to maintain it stretched above the body of water.
  • the float also allows identification of the end of the cable to avoid damaging it when maneuvering / crossing other ships.
  • a ship can use one or more antennas whose size is greater than the antennas that can be placed on board, on the deck or on the superstructure of the ship.
  • the fact that the antenna is away from the ship allows a reception / emission limiting functional electromagnetic compatibility phenomena.
  • the deployment of the antenna outside the vessel's vertical space requirement and by its structures / equipment makes it possible to obtain a more regular radiation pattern with respect to the aerial antennas installed on the bridge, whose Radiation diagrams are largely distorted by the presence of super structures.
  • the invention allows an improved antenna performance, a release of space at the superstructure of the ship and thus an improvement in the safety of people accessing the deck of the ship.
  • the device of the invention comprises a frequency generator electrically connected to the antenna cable and / or an electronic reception module connected to the antenna cable.
  • FIG. 1 represents an assembly formed by an equipped vessel the antenna device of the invention with a single antenna cable, the ship being viewed in rear perspective;
  • Figure 2a shows a side view of the assembly of Figure 1 with the ship underway and the antenna cable stretched above the body of water;
  • Figure 2b shows a top view of all of Figures 1 and 2a;
  • FIG. 3 represents a detailed side view of the float of the device of the invention, according to a first embodiment of the float with electrical insulation of the antenna cable;
  • FIG. 1 represents an assembly formed by an equipped vessel the antenna device of the invention with a single antenna cable, the ship being viewed in rear perspective;
  • Figure 2a shows a side view of the assembly of Figure 1 with the ship underway and the antenna cable stretched above the body of water;
  • Figure 2b shows a top view of all of Figures 1 and 2a;
  • FIG. 3 represents a detailed side view of the float of the device of the invention, according to a first embodiment of the float with electrical insulation of the antenna cable;
  • FIG. 4a shows a detailed side view of the float of the device of the invention, according to a second embodiment of the float with a grounding of the cable;
  • Figure 4b shows an embodiment of the float equipped with a cable trestle for the grounding of the antenna cable;
  • FIG. 5a shows a side view float according to a third alternative embodiment of the float with a ballast and a grounding of the cable through an electrical resistor;
  • FIG. 5b shows an embodiment of the float equipped with a trolley cable for grounding the antenna cable and an electrical resistor disposed in the float and electrically interconnecting the trunk and antenna cables;
  • FIG. 6 represents the assembly comprising a ship in top view equipped with the device of the invention, this device comprising two disjointed antenna cables, each of these cables being kept apart from the other cable by a sling specific to each cable ;
  • Figure 7 shows the assembly of Figure 6 with the ship in rear perspective, and the slings directly attached to the ship structure;
  • FIG. 8 shows the assembly of FIG. 6 with the ship in rear perspective, in which each sling is not fixed directly on the ship's structure, as is the case in FIGS. 6 and 7, but in FIG. end of poles;
  • 9 represents an assembly comprising a ship seen in rear perspective and equipped with the device of the invention with a single antenna cable, a pole and a sling connecting one end of the pole to a point of the antenna cable, the boom being placed on a side edge of the ship so as to deport the cable with respect to the wake of the ship.
  • the invention relates to a radio antenna device 1 for a surface vessel 2 shown in FIGS. 1 to 9.
  • This device comprises:
  • the antenna 3 comprises at least one flexible cable 6a, 6b extending between the antenna support 4 which is fixed on the ship and the float 5.
  • the antenna has a single antenna cable.
  • the antenna is formed by two cables disjoined from each other over a major part of their respective lengths.
  • the device 1 is provided so that when the float 5 is placed on the surface of a body of water 7 and towed by the surface vessel 2, or the antenna cable (s) 6a, 6b is / are then stretched (s) between float 5 and the support 4 and is / are suspended (s) on a major part of the length of the cable or cables 8a, 8b, in this case here, over the entire length of the cables, and / or be above and to distance from the water 7.
  • the float 5 comprises a variable drag force generation device adapted to generate a voltage force of the antenna cable (s) between the support 4 and the float 5, this voltage force is variable at least as a function of the relative towing speed of the float 5 with respect to the water plane 7, so as to obtain a tension force of the cable 6a at a relatively low towing speed greater than a tension force of the cable at a relatively high speed of towing.
  • the drag force generation device is provided to increase the drag force at low speed so that said at least one cable is suspended above the water plane, between the float and the support, as soon as the speed is reached. the ship exceeds 4 knots.
  • the drag force generation device is obtained by profiling the float so that at low towing speed, it is pushed deeper into the water than at high speed.
  • the draft of the float is much larger at low speed, which increases the drag force generated and therefore the tension force exerted on the cable or cables of the antenna.
  • the float has the form of a floating anchor having a drag coefficient decreasing with increasing speed.
  • the device is adapted so that when the float 5 is towed by the ship 2 beyond a predetermined relative speed with respect to the water plane 7, the at least one antenna cable 6a, 6b is then suspended above of the body of water 7 over its entire length 8a, 8b located between the float 5 and the antenna support 4.
  • the cable or cables are shown stretched, while the ship tows the float above the predetermined relative speed.
  • the antenna cable may be a single strand or multi - strand cable and is electrically conductive for the purpose of receiving and transmitting radio waves.
  • the device 1 comprises two antenna cables 6a, 6b that are distinct from each other, each of these antenna cables having one of its ends connected to the vessel 2 in at least one feed point 9a, 9b.
  • the power points may be specific to each cable and remote from each other or alternatively be interconnected.
  • the device is adapted so that at least when the float 5 is towed by the ship 2, the two antenna cables 6a, 6b are spaced apart from each other over a major portion of their respective lengths 8a, 8b.
  • the cables 6a and 6b are connected only to each other at their ends and are disjoint and distant between these ends, which makes it possible to widen the bandwidth of the antenna.
  • the device comprises at least one antenna feed point 9a, 9b located on the ship 2 and at one end of said at least one antenna cable 6a, 6b.
  • the antenna feed points are merged.
  • the device may also comprise at least one sling 10a, 10b of dielectric material adapted to connect an intermediate point 11a, 11b of said antenna cable to a slinging point 12a, 12b, said intermediate point 11a, 11b being located between ends said antenna cable 6a, 6b and said slinging point 12a, 12b being located on the ship 2 and away from said feed point 9a, 9b of said at least one antenna cable 6a, 6b.
  • the device comprises two slings 10a and 10b, each of these slings having one end attached to only one of the two cables and another end attached to a slinging point formed on the ship.
  • Each of the slings is tensioned so as to spread the cables apart from each other when the ship is traveling by dragging the float 5 and the antenna cables 6a, 6b.
  • a single sling is used to deport the antenna cable to an edge of the ship.
  • the device comprises at least one pole 13a, 13b (as many poles as slings) of a dielectric material having a base fixedly mounted on the ship 2 and extending to the outside of the ship 2, this pole 13a, 13b having an end remote from its base and constituting said point of slinging 12a, 12b of said at least one antenna cable 6a, 6b.
  • each antenna cable is guided by a sling and each sling is attached to the end of a pole itself assembled to the ship.
  • the poles make it possible to ensure that the sling (s) and the antenna cable (s) are always spaced from the hull so as to prevent them from falling vertically to the edge of the shell, thus reducing the risk of snagging of the hulls. cables.
  • said at least one Antenna cable 6a, 6b has floating means 14 adapted to impart positive buoyancy thereto.
  • Said at least one antenna cable 6a, 6b also has an electrically insulating cladding 14 over most of its length 8a, 8b.
  • the insulating cladding is in a light material (that is to say with a density lower than that of water) and thus fulfills both an electrical insulation function of the antenna cable and a flotation function positive of the cable.
  • the device comprises an impedance matching device 15 electrically connected to said at least one antenna 3, this antenna being adapted to operate in reception and in radio wave transmission.
  • the float 5 has a shape and a distribution of masses such that when the float 5 is placed on the surface of a body of water 7, it naturally moves into a stable position in which the distance D between the center of gravity of the float and the body of water is constant whatever the position of the float when it is placed on the surface of said body of water.
  • the float is adapted to always position itself in a predefined stable position relative to the body of water and regardless of the position in which it is placed at the time of its launching.
  • the float 5 is made of electrically insulating material and the cable which is mechanically connected to the float is also electrically insulated from the body of water by means of the float.
  • the cable will be sheathed and electrically insulated along its entire length to avoid electromagnetic disturbances related to the water body.
  • the device comprises an electrical ground contact 16 for electrically connecting said antenna cable 6a, 6b to the water plane 7.
  • This contact can be located at said float 5 as shown in FIGS. 4a and 5a. or offset from the float as shown in Figures 4b and 5b or the mass contact extends away from the float.
  • the electrical ground contact 16 is disposed on a lower face of the float, which is always oriented towards the bottom of the body of water and is therefore always in contact with the water, thus allowing establishing the mass contact when said float is positioned on the water.
  • the cable is electrically connected to the body of water via the electrical contact 16.
  • This embodiment is particularly suitable for use with the device in seawater where conductivity is important.
  • ground contact 16 it is also possible to make the ground contact 16 by connecting the antenna cable to a peripheral ring formed around the float, this ring having the advantage of being in contact with the water, even when the float starts to rotate. makes currents exerted around the buoy.
  • the float has a symmetry of revolution with preferentially a distribution. also symmetrical masses according to the axis of revolution of the float 5.
  • the float In one embodiment of the float that can be combined with any of the previously described float embodiments, it is possible to arrange to have an electrically conductive and uninsulated strand cable extending to the rear of the float ( Figures 4b and 5b).
  • This cable 16 is electrically connected to the antenna cable 6a which is then placed at the front of the float.
  • the advantage of a cable trestle 16 is that it always remains in contact with the water and this even if the float 5 comes off the surface 7 of water for example under the effect of a wave or a high lag speed. This embodiment guarantees a grounding even in case of bad sea.
  • FIG. 4b shows an embodiment where the trolley cable 16 is a direct extension of the cable antenna, the antenna cable insulated by a sheath stopping at its junction with the float.
  • FIG. 5b shows an embodiment of the float 5 according to the invention in which the trunk cable 16 'is electrically connected to the antenna cable 6a by an electric resistor 17.
  • the advantage of having an electrical ground contact connected to the antenna cable and situated at the level of the float (or at least closer to the float than the antenna support 4 when the cable is stretched) is to obtain a maximum radio radiation energy of the antenna and to reduce the energy losses of the antenna for example caused by wave reflection phenomena.
  • the use of the electrical ground contact is more particularly useful in the embodiments of the device of the invention which comprise a electrical resistance 17. This makes it possible to widen the bandwidth of the antenna by absorbing a part of the energy for the frequencies where the length of the antenna is not optimal.
  • the transmitter / frequency generator can thus operate with an Optimum Stationary Wave Rate (TOS) typically less than 3.
  • TOS Optimum Stationary Wave Rate
  • the device comprises mechanical means such as one or more winch (s) 18 to adjust the length of said at least one cable 6a, 6b extending between the antenna support 4 and said float 5 thus allowing adjustment of the radio bandwidth of the antenna and / or for retracting the antenna.
  • mechanical means such as one or more winch (s) 18 to adjust the length of said at least one cable 6a, 6b extending between the antenna support 4 and said float 5 thus allowing adjustment of the radio bandwidth of the antenna and / or for retracting the antenna.
  • the support of the device of the invention is formed by one or more winch (s) which is or are fixed (s) on the ship.
  • winch may for this purpose comprise a drum mounted to rotate mechanically about an axis and the antenna wrapping around the drum.
  • This embodiment makes it possible to adjust the size of the antenna to adapt it to the frequency ranges to which it must be applied and thus to improve its efficiency.
  • an electronic cable length control device can be directly connected to the radio receiver / transmitter on which the antenna is connected.
  • the device is made to include, in addition:
  • an electronic device for controlling the length of said at least one antenna cable adapted to control said mechanical means in order to adjust the length of said at least one cable 6a, 6b ' ; said electronic control device being connected to said measuring means and being adapted to regulate the length of said at least one cable 6a, 6b as a function of reception and / or transmission capacity measurements generated by said measuring means and as a function of at least one setpoint stored in a memory belonging to said electronic device.
  • This setpoint value is preferably a target frequency range that is to say a target radio bandwidth that is desired to receive and / or transmit through said at least one antenna cable.
  • a rule of correspondence between the set point and the antenna length makes it possible to regulate the cable length as a function of the measurement of the radio bandwidth.

Abstract

Dispositif d'antenne radio (1) pour navire de surface (2) comprenant : une antenne (3) ; un support d'antenne (4) auquel est fixée ladite antenne (3), ce support (4) étant adapté pour être fixé audit navire (2). Le dispositif comporte un flotteur (5) et l'antenne (3) comprend au moins un câble flexible (6a, 6b) s'étendant entre le support d'antenne (4) et le flotteur (5), le dispositif (1) étant adapté de manière à ce que lorsque le flotteur (5) est placé en surface d'un plan d'eau (7) et remorqué par un navire de surface (2) portant le support d'antenne (4), ledit câble d'antenne (6a, 6b) qui s'étend entre le flotteur (5) et le support (4) est alors suspendu sur une majeur partie de longueur (8a, 8b) du câble (6a, 6b), au dessus et à distance du plan d'eau (7), permettant ainsi le déploiement aérien d'un câble d'antenne (6a, 6b).

Description

Λ
TITRE : DISPOSITIF D'ANTENNE POUR NAVIRE
La présente invention concerne, de façon générale, le domaine des antennes et dispositifs d'antennes utilisés sur des navires de surface.
Plus particulièrement, l'invention concerne un dispositif d' antenne radio pour navire de surface comprenant :
- une antenne ;
- un support d'antenne auquel est fixée ladite antenne, ce support étant adapté pour être fixé audit navire.
On peut associer par exemple une antenne fouet avec une boîte d'accord : dans ce cas un fouet d'une hauteur habituellement comprise entre 6 et 12 m équipé d'une boîte d'accord permet de couvrir la bande HF. Cette solution d'un encombrement relativement réduit permet d'accorder l'antenne sur une partie étroite de la bande HF. L'utilisation de forme d'onde de type évasion de fréquence nécessite l'utilisation de boîtes d'accord spécifiques de coût élevé. Ce type d'antenne présente un diagramme de rayonnement qui est fortement affecté par la présence des superstructures du navire.
On peut aussi utiliser une antenne large bande composée d'une antenne nappe pour la partie basse de la bande (typiquement 2 - 8 MHz) telle que décrite dans le document brevet US3803615 et d'un fouet triple ou d'un bicône vertical pour la partie haute de la bande HF (typiquement 8 - 30 MHz), l'ensemble étant associé à un duplexeur, permettant à la combinaison de ces deux antennes d'être vue par le système d'émission comme un seule aérien. L'inconvénient de ce type de solution réside principalement dans la dimension de la nappe HF qui doit être déployée au-dessus du pont sur une longueur importante (10 à 25 m) .
On peut aussi utiliser une antenne fouet seule ou jumelée équipée d'un dispositif amortissant permettant de disposer d' une antenne « large bande » au prix d' une perte de rendement importante en bas de bande.
Pour les trois solutions évoquées ci-dessus, un des principaux inconvénients réside dans la nécessité de déployer les éléments rayonnants de l'antenne sur le pont du navire ou sur les superstructures du navire, ce qui limite la distance entre les différents équipements installés à bord et par conséquence le découplage entre les dits éléments.
Le déploiement d' antennes telles que des antennes pour hautes fréquences à bord des navires de surface se heurte donc à des problèmes de dimensions nécessaire des antennes qui, pour assurer un rendement satisfaisant, doivent avoir une longueur s' approchant du ^ d'onde des fréquences considérées. Dans la pratique, pour les fréquences basses, les antennes présentent, pour des raisons d'encombrement une longueur inférieure au H d' onde : à 2 MHz la longueur d'onde λ = 150 m soit une antenne idéale de longueur λ/4 = 37.5 m.
Compte tenu de l'espace disponible sur le navire il est extrêmement difficile de déployer des antennes d'une aussi grande taille. Il en résulte que la longueur réelle d'une antenne est souvent inférieure à la taille théorique optimale qu'elle devrait avoir pour un rendement optimal à certaines fréquences.
Dans ce contexte, la présente invention a pour but de proposer un dispositif d' antenne pour navire de surface permettant le déploiement d' une antenne sans poser de problème d'encombrement au niveau du pont du navire ou de ses structures.
A cette fin, le dispositif d'antenne de l'invention, par ailleurs conforme à la définition générique qu'en donne le préambule défini précédemment, est essentiellement caractérisé en ce qu'il comporte un flotteur et en ce que l'antenne comprend au moins un câble flexible s 'étendant entre le support d'antenne et le flotteur, le dispositif étant adapté de manière à ce que lorsque le flotteur est placé en surface d'un plan d' eau et remorqué par un navire de surface portant le support d'antenne, ledit câble d'antenne qui s'étend entre le flotteur et le support soit alors suspendu sur une majeur partie de longueur du câble, au dessus et à distance du plan d'eau, permettant ainsi le déploiement aérien d'un câble d'antenne. Le câble d' antenne est prévu pour permettre une émission et/ou réception de signaux radioélectriques compris dans des bandes passantes de moyennes fréquences (MF) jusqu'à des bandes passantes du domaine des hautes fréquences telles que des fréquences de 30 MHz. Pour une fréquence de 2 MHz la longueur d'antenne sera préférentiellement de 35 m, correspondant au quart de la longueur d'onde à 2 MHz, soit un quart de 150 m. L'invention permet de déployer en aérien, au-dessus du plan d' eau et en dehors du navire, donc en dehors des plus fortes zones de perturbations électromagnétiques générées par le navire, une longueur d'antenne adaptable spécifiquement aux types de fréquences à capter et/ou émettre.
Le flotteur permet d'une part d'exercer une force de tension du câble permettant de le maintenir tendu au dessus du plan d'eau. Le flotteur permet également un repérage de l'extrémité du câble pour éviter de le détériorer lors de manœuvres / croisement d' autres navires. Grâce à la présente invention un navire peut utiliser une ou plusieurs antennes dont la taille est supérieure aux antennes pouvant être disposées à bord, sur le pont ou sur la superstructure du navire. De plus le fait que l'antenne soit éloignée du navire permet une réception /émission limitant les phénomènes de compatibilité électromagnétique fonctionnelle. De plus le déploiement de l'antenne à l'extérieur du volume d' encombrement vertical du navire et par ses structures/équipements favorise l'obtention d'un diagramme de rayonnement plus régulier au regard des antennes aériennes installées sur le pont, dont les diagrammes de rayonnement sont largement déformés par la présence des super structures.
L'invention permet un rendement d'antenne amélioré, une libération d' espace au niveau des superstructures du navire et donc une amélioration de la sécurité des personnes accédant sur le pont du navire.
Préférentiellement , le dispositif de l'invention comprend un générateur de fréquences relié électriquement au câble d'antenne et/ou un module électronique de réception relié au câble d'antenne.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront clairement de la description qui en est faite ci-après, à titre indicatif et nullement limitatif, en référence aux dessins annexés, dans lesquels: la figure 1 représente un ensemble formé par un navire équipé du dispositif d'antenne de l'invention avec un seul câble d'antenne, le navire étant vu en perspective arrière; la figure 2a représente une vue de coté de l'ensemble de la figure 1 avec le navire faisant route et le câble d' antenne tendu au dessus du plan d' eau ; la figure 2b représente une vue de dessus de l'ensemble des figures 1 et 2a ; la figure 3 représente une vue détaillée de côté du flotteur du dispositif de l' invention, selon un premier mode de réalisation du flotteur avec isolation électrique du câble d'antenne; la figure 4a représente une vue détaillée de côté du flotteur du dispositif de l'invention, selon un second mode de réalisation du flotteur avec une mise à la masse du câble ; la figure 4b représente un mode de réalisation du flotteur équipé d'un câble trainard pour la mise à la masse du câble d'antenne ; la figure 5a représente un flotteur en vue de côté selon un troisième mode de réalisation alternatif du flotteur avec un lest et une mise à la masse du câble au travers d'une résistance électrique ; la figure 5b représente un mode de réalisation du flotteur équipé d'un câble trainard pour la mise à la masse du câble d'antenne et d'une résistance électrique disposée dans le flotteur et reliant électriquement entre eux les câbles trainard et d' antenne ; la figure 6 représente l'ensemble comportant un navire en vue de dessus équipé du dispositif de l'invention, ce dispositif comportant deux câbles d'antenne disjoints, chacun de ces câbles étant maintenu écarté de l'autre câble par une élingue propre à chaque câble ; la figure 7 représente l'ensemble de la figure 6 avec le navire en perspective arrière, et les élingues directement fixées sur la structure du navire ; la figure 8 représente l'ensemble de la figure 6 avec le navire en perspective arrière, dans lequel chaque élingue n' est pas fixée directement sur la structure du navire, comme c'est le cas sur les figures 6 et 7, mais à l'extrémité de perches ; la figure 9 représente un ensemble comportant un navire vu en perspective arrière et équipé du dispositif de l'invention avec un seul câble d'antenne, une perche et une élingue reliant une extrémité de la perche à un point du câble d'antenne, la perche étant placée sur un bord latéral du navire de manière à déporter le câble par rapport au sillage du navire.
Comme annoncé précédemment, l'invention concerne un dispositif d'antenne radio 1 pour navire de surface 2 représenté sur les figures 1 à 9. Ce dispositif comprend :
- une antenne 3 ;
- un support d' antenne 4 auquel est fixée ladite antenne 3, ce support 4 étant adapté pour être fixé audit navire ;
- un flotteur 5.
L'antenne 3 comprend au moins un câble flexible 6a, 6b s' étendant entre le support d'antenne 4 qui est fixé sur le navire et le flotteur 5. Dans le mode de réalisation des figures 1, 2a, 2b et 9 l'antenne possède un seul câble d'antenne.
Dans un autre mode de réalisation présenté sur les figures 6, 7, 8, l'antenne est formée par deux câbles disjoints l'un de l'autre sur une majeur partie de leurs longueurs respectives.
Le dispositif 1 est prévu pour que lorsque le flotteur 5 est placé en surface d'un plan d'eau 7 et remorqué par le navire de surface 2, le ou les câble (s) d'antenne 6a, 6b soit /soient alors tendu (s) entre le flotteur 5 et le support 4 et soit /soient suspendu (s) sur une majeur partie de la longueur du ou des câbles 8a, 8b, en l'occurrence ici, sur toute la longueur des câbles, et soit /soient au dessus et à distance du plan d' eau 7.
Pour cela, le flotteur 5 comporte un dispositif de génération de force de trainée variable adapté pour générer une force de tension du/des câble (s) d'antenne entre le support 4 et le flotteur 5, cette force de tension est variable au moins en fonction de la vitesse de remorquage relative du flotteur 5 par rapport au plan d'eau 7, de manière à obtenir une force de tension du câble 6a à relativement basse vitesse de remorquage supérieure à une force de tension du câble à relativement haute vitesse de remorquage. Le dispositif de génération de force de traîné est prévu pour augmenter la force de traînée à faible vitesse de telle sorte que ledit au moins un câble soit suspendu au dessus du plan d' eau, entre le flotteur et le- support, dès que la vitesse du navire dépasse 4 nœuds nautiques.
On peut par exemple faire en sorte que le dispositif de génération de force de trainée soit obtenu en profilant le flotteur de manière qu' à faible vitesse de remorquage, celui-ci soit plus enfoncé dans l'eau qu'à forte vitesse. Ainsi le tirant d'eau du flotteur est largement plus important à faible vitesse, ce qui augmente la force de traînée générée et donc la force de tension exercée sur le ou les câbles de l'antenne. Afin de favoriser une forte force de trainée à faible vitesse, on peut faire en sorte que le flotteur ait la forme d'une ancre flottante présentant un coefficient de trainée se réduisant avec l'augmentation de la vitesse .
Le dispositif est adapté pour que lorsque le flotteur 5 est remorqué par le navire 2 au-delà d'une vitesse relative prédéterminée par rapport au plan d'eau 7, ledit au moins un câble d'antenne 6a, 6b soit alors suspendu au dessus du plan d'eau 7 sur toute sa longueur 8a, 8b située entre le flotteur 5 et le support d'antenne 4. Sur l'ensemble des figures 1 à 9, le ou les câbles sont représentés tendus, alors que le navire tracte le flotteur au dessus de la vitesse relative prédéterminé.
Le câble d' antenne peut être un câble monobrin ou multibrins et est électriquement conducteur pour permettre de capter et émettre des ondes hertziennes.
Dans le mode de réalisation des figures 6, 7, 8 le dispositif 1 comporte deux câbles d'antenne 6a, 6b distincts l'un de l'autre, chacun de ces câbles d'antenne ayant l'une de ses extrémités reliée au navire 2 en au moins un point d'alimentation 9a, 9b. Les points d' alimentation peuvent être propre à chaque câble et éloignés l'un de l'autre ou alternativement être reliés entre eux.
Dans tous les cas le dispositif est adapté pour qu'au moins lorsque le flotteur 5 est remorqué par le navire 2, les deux câbles d'antenne 6a, 6b soient éloignés l'un de l'autre sur une majeur partie de leurs longueurs respectives 8a, 8b.
Ici, les câbles 6a et 6b sont uniquement reliés entre eux au niveau de leurs extrémités et sont disjoints et distants entre ces extrémités ce qui permet d' élargir la bande passante de l'antenne.
Préférentiellement le dispositif comporte au moins un point d'alimentation d'antenne 9a, 9b situé sur le navire 2 et à une extrémité dudit au moins un câble d'antenne 6a, 6b. Dans les modes de réalisation présentés aux figures 6 à 8, les points d'alimentation des antennes sont confondus.
Le dispositif peut également comporter au moins une élingue 10a, 10b en matériau diélectrique adaptée pour relier un point intermédiaire lia, 11b dudit câble d'antenne à un point d' élingage 12a, 12b, ledit point intermédiaire lia, 11b étant situé entre des extrémités dudit câble d'antenne 6a, 6b et ledit point d' élingage 12a, 12b étant situé sur le navire 2 et à distance dudit point d'alimentation 9a, 9b dudit au moins un câble d'antenne 6a, 6b.
Dans le mode de réalisation des figures 7 et 8, le dispositif comporte deux élingues 10a et 10b, chacune de ces élingues ayant une extrémité attachée à un seul des deux câbles et une autre extrémité attachée en un point d' élingage formé sur le navire. Chacune des élingues est tendue de manière à écarter les câbles l'un de l'autre lorsque le navire fait route en trainant le flotteur 5 et les câbles d'antenne 6a, 6b. Dans le mode de réalisation de la figure 9 qui ne comporte qu'un seul câble d'antenne 6a, une seule élingue est utilisée afin de déporter le câble d'antenne sur un bord du navire.
Outre le fait de permettre le guidage du ou des câbles d'antenne, la ou les élingues permettent de réduire la force effectivement appliquée sur un câble en son point d'alimentation ce qui réduit le risque de rupture de câble en ce point.
Dans un mode de réalisation complémentaire représenté sur les figures 8 et 9, le dispositif comporte au moins une perche 13a, 13b (autant de perches que d' élingues) en un matériau diélectrique ayant une base assemblée fixement sur le navire 2 et s' étendant vers l'extérieur du navire 2, cette perche 13a, 13b possédant une extrémité éloignée de sa base et constituant ledit point d' élingage 12a, 12b dudit au moins un câble d'antenne 6a, 6b.
Ainsi, dans les modes de réalisation des figures 8 et 9 chaque câble d'antenne est guidé par une élingue et chaque élingue est fixée à l'extrémité d'une perche elle-même assemblée au navire. Les perches permettent de s'assurer que la ou les élingues et le ou les câbles d'antenne sont toujours écartés de la coque de manière à éviter qu'ils ne tombent verticalement au raz de la coque, réduisant ainsi le risque d'accrochage des câbles .
Afin d'éviter que le câble ne plonge dans l'eau lorsque le navire ne traine plus le flotteur, ledit au moins un câble d'antenne 6a, 6b possède des moyens flottants 14 adaptés pour lui conférer une flottabilité positive. Ledit au moins un câble d' antenne 6a, 6b possède également un gainage isolant électriquement 14 sur la plus grande partie de sa longueur 8a, 8b.
Préférentiellement , le gainage isolant est dans un matériau léger (c'est-à-dire de densité inférieure à celle de l'eau) et remplit ainsi à la fois une fonction d' isolation électrique du câble d' antenne et une fonction de flottaison positive du câble.
Avantageusement, comme représenté sur la figure 2, le dispositif comporte dispositif d'adaptation d'impédance 15 relié électriquement à ladite au moins une antenne 3, cette antenne étant adaptée pour fonctionner en réception et en émission d'ondes radio.
Avantageusement le flotteur 5 a une forme et une répartition de masses telles que lorsque le flotteur 5 est posé à la surface d'un plan d'eau 7, celui-ci s'oriente naturellement dans une position stable dans laquelle la distance D entre le centre de gravité du flotteur et le plan d' eau est constante quelle que soit la position du flotteur lors de sa pose à la surface dudit plan d'eau. Ainsi le flotteur est adapté pour toujours se positionner de lui-même dans une position stable prédéfinie par rapport au plan d' eau et ce indépendamment de la position dans laquelle il est placé au moment de sa mise à l'eau. Dans un mode de réalisation présenté sur la figure 3, le flotteur 5 est en matériau isolant électriquement et le câble gui est relié mécaniquement au flotteur se trouve également isolé électriquement du plan d' eau par l'intermédiaire du flotteur. Préférentiellement on fera en sorte que le câble soit gainé et isolé électriquement sur toute sa longueur pour éviter des perturbations électromagnétiques liées au plan d'eau.
Alternativement, on peut rechercher à relier électriquement le câble au plan d'eau. Dans ce mode de réalisation le dispositif comporte un contact électrique de masse 16 pour relier électriquement ledit câble 6a, 6b d'antenne au plan d'eau 7. Ce contact peut être localisé au niveau dudit flotteur 5 comme représenté sur les figures 4a et 5a ou déporté par rapport au flotteur comme représenté sur les figures 4b et 5b ou le contact de masse s'étend en s' éloignant du flotteur.
Dans le cas des figures 4a et 5a le contact électrique de masse 16 est disposé sur une face inférieure du flotteur qui se trouve toujours orientée vers le fond du plan d'eau et se trouve donc toujours en contact avec l'eau permettant ainsi d'établir le contact de masse lorsque ledit flotteur est positionné sur le plan d' eau.
Dans ce mode de réalisation le câble est relié électriquement au plan d'eau par l'intermédiaire du contact électrique 16. Ce mode de réalisation est particulièrement adapté pour une utilisation du dispositif en eau de mer où la conductivité est importante .
On peut également réaliser le contact de masse 16 en reliant le câble d'antenne à un anneau périphérique formé autour du flotteur, cet anneau ayant l'avantage d'être en contact avec l'eau y compris lorsque le flotteur se met à tourner du fait des courants exercés autour de la bouée.
Préférentiellement afin de limiter le risque de rotation du flotteur 5 selon un axe proche du câble, d' antenne 6a et afin d' éviter la détérioration du câble d'antenne on fait en sorte que le flotteur présente une symétrie de révolution avec préférentiellement une répartition également symétrique des masses selon l'axe de révolution du flotteur 5.
Dans un mode de réalisation du flotteur qui peut être combiné à l'un quelconque des modes de réalisation de flotteur précédemment décrits, on peut faire en sorte de disposer un câble trainard électriquement conducteur et non isolé s' étendant à l'arrière du flotteur (figures 4b et 5b) . Ce câble trainard 16 est relié électriquement au câble d'antenne 6a qui se trouve alors placé à l'avant du flotteur. L'avantage d'un câble trainard 16 est qu'il reste toujours en contact avec l'eau et cela même si le flotteur 5 vient à se décoller de la surface 7 de l'eau par exemple sous l'effet d'une vague ou d'une vitesse de traine élevée. Ce mode de réalisation garanti une mise à la masse même en cas de mauvaise mer.
La figure 4b présente un mode de réalisation où le câble trainard 16 est un prolongement direct du câble d'antenne, le câble d'antenne isolé par une gaine s' arrêtant au niveau de sa jonction avec le flotteur. La figure 5b présente un mode de réalisation du flotteur 5 selon l'invention dans lequel le câble trainard 16' est relié électriquement au câble d' antenne 6a par une résistance électrique 17.
L'utilisation d'une résistance électrique 17 disposée au niveau dudit flotteur 5 et reliée en série entre ledit câble d'antenne βar 6b et ledit contact électrique de masse 16 (câble trainard anneau périphérique de masse ou autre) permet de créer une charge amortissante.
L'avantage d'avoir un contact électrique de masse relié au câble d'antenne et situé au niveau du flotteur (ou du moins à plus grande proximité du flotteur que du support d'antenne 4 lorsque le câble est tendu) est d'obtenir une énergie de rayonnement radioélectrique maximale de l'antenne et de réduire les pertes énergétiques de l'antenne par exemple provoquées par des phénomènes de réflexion d'ondes.
Cet avantage existe pour tous les modes de réalisation de l'invention comprenant au moins un contact de masse du type précité par exemple réalisé à l'aide d'un câble trainard et/ou un anneau périphérique et/ou une portion limitée de câble d'antenne non isolée électriquement.
L'utilisation du contact électrique de masse est plus particulièrement utile dans les modes de réalisation du dispositif de l'invention qui comprennent une résistance électrique 17. Cela permet d'élargir la bande passante de l'antenne en absorbant une partie de l'énergie pour les fréquences où la longueur de l'antenne n'est pas optimale.
L'émetteur / générateur de fréquences peut ainsi fonctionner avec un Taux d'Onde Stationnaire (TOS) optimum typiquement inférieur à 3.
Dans un mode de réalisation préférentiel présenté sur la figure 2, le dispositif comprend des moyens mécaniques tels qu'un ou plusieurs treuil (s) 18 pour ajuster la longueur dudit au moins un câble 6a, 6b s' étendant entre le support d'antenne 4 et ledit flotteur 5 permettant ainsi un réglage de la bande passante radioélectrique de l'antenne et/ou permettant de rétracter l'antenne.
On peut faire en sorte que le support du dispositif de l'invention soit formé par un ou plusieurs treuil (s) qui est ou sont fixé (s) sur le navire. Ce ou ces treuils permettent un enroulement du câble et donc facilitent à la fois la mise à l'eau de l'antenne en forme de câble (s) et son rangement. Le treuil peut pour cela comporter un tambour monté à rotation de façon motorisée autour d'un axe et l'antenne s' enroulant autour du tambour. Ce mode de réalisation permet de régler la taille de l'antenne pour l'adapter aux gammes de fréquences auxquelles elle doit être appliquée et ainsi en améliorer le rendement. Pour cela un dispositif électronique de contrôle de longueur de câble peut être directement relié au récepteur / émetteur radio sur lequel est relié l'antenne. Préférentiellement on fait en sorte que le dispositif comprenne en outre :
- des moyens de mesure de capacité de réception et / ou d'émission de fréquences hertziennes via ledit au moins un câble d' antenne 6a, 6b ;
- un dispositif électronique de contrôle de longueur dudit au moins un câble d' antenne adapté pour commander lesdits moyens mécaniques 18 afin d'ajuster la longueur dudit au moins un câble 6a, 6b '; ledit dispositif électronique de contrôle étant relié audits moyens de mesure et étant adapté pour réguler la longueur dudit au moins un câble 6a, 6b en fonction de mesures de capacité de réception et / ou d'émission générées par lesdits moyens de mesure et en fonction d' au moins une valeur de consigne mémorisée dans une mémoire appartenant audit dispositif électronique.
Cette valeur de consigne est préférentiellement une plage de fréquence cible c'est-à-dire une bande passante radioélectrique cible que l'on souhaite recevoir et / ou émettre grâce audit au moins un câble d' antenne .
Une règle de correspondance entre la valeur de consigne et la longueur d' antenne permet de réguler la longueur de câble en fonction de la mesure de bande passante radioélectrique .

Claims

REVENDICATIONS
1) Dispositif d'antenne radio (1) pour navire de surface (2) comprenant :
- une antenne (3) ;
- un support d'antenne (4) auquel est fixée ladite antenne (3), ce support (4) étant adapté pour être fixé audit navire (2) ; caractérisé en ce qu'il comporte un flotteur (5) et en ce que l'antenne (3) ' comprend au moins un câble flexible (6a, 6b) s' étendant entre le support d'antenne (4) et le flotteur (5), le dispositif (1) étant adapté de manière à ce que lorsque le flotteur (5) est placé en surface d'un plan d'eau (7) et remorqué par un navire de surface (2) portant le support d'antenne (4), ledit câble d'antenne (6a, 6b) qui s'étend entre le flotteur (5) et le support (4) est alors suspendu sur une majeur partie de longueur (8a, 8b) du câble (6a, 6b), au dessus et à distance du plan d'eau (7), permettant ainsi le déploiement aérien d'un câble d'antenne (6a, 6b) .
2) Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le flotteur (5) comporte un dispositif de génération de force de trainée variable adapté pour générer une force de tension du câble d'antenne entre le support (4) et le flotteur (5) , cette force de tension étant variable au moins en fonction de la vitesse de remorquage relative du flotteur (5) par rapport au plan d'eau (7) de manière à obtenir une force de tension du câble à relativement basse vitesse de remorquage supérieure à une force de tension du câble à relativement haute vitesse de remorquage. 3) Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il est adapté pour que lorsque le flotteur (5) est remorqué par le navire (2) au-delà d'une vitesse relative prédéterminée par rapport au plan d'eau (7), ledit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) est alors suspendu au dessus du plan d'eau sur toute sa longueur (8a, 8b) située entre le flotteur (5) et le support d'antenne
4) Dispositif (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte deux câbles d'antenne (6a, 6b) distincts l'un de l'autre, chacun de ces câbles d'antenne étant adapté pour avoir l'une de ses extrémités reliée au navire (2) en un point d'alimentation (9a, 9b) propre à chaque câble, les points d'alimentation des câbles étant éloignés l'un de l'autre, le dispositif étant en outre adapté pour qu'au moins lorsque le flotteur (5) est remorqué par le navire (2), les deux câbles d'antenne (6a, 6b) soient éloignés l'un de l'autre sur une majeur partie de leurs longueurs respectives (8a, 8b).
5) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que ledit dispositif comporte au moins un point d'alimentation d'antenne (9a, 9b) situé sur le navire (2) et à une extrémité dudit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) et une élingue (10a, 10b) en matériau diélectrique adaptée pour relier un point intermédiaire (lia, llb) dudit câble d'antenne à un point d' élingage (12a, 12b), ledit point intermédiaire (lia, llb) étant situé entre des extrémités dudit câble d'antenne (6a, 6b) et ledit point d'élingage (12a, 12b) étant situé sur le navire (2) et à distance dudit point d'alimentation (9a, 9b) dudit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) .
6) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu'il comporte une perche (13a, 13b) en un matériau diélectrique ayant une base assemblée fixement sur le navire (2) et s' étendant vers l'extérieur du navire (2), cette perche (13a, 13b) possédant une extrémité éloignée de sa base et constituant ledit point d'élingage (12a, 12b) dudit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) .
7) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) possède des moyens flottants (14) adaptés pour conférer une flottabilité positive audit câble.
8) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) possède un gainage isolant électriquement (14) sur la plus grande partie de sa longueur (8a, 8b) . 9) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un dispositif d'adaptation d'impédance (15) relié électriquement à ladite au moins une antenne (3), cette antenne étant adaptée pour fonctionner en réception et en émission d'ondes radio.
10) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte un contact électrique de masse (16) disposé au niveau dudit flotteur (5), ce contact (16) étant adapté pour relier électriquement ledit câble (6a, 6b) d'antenne au plan d'eau (7), lorsque ledit flotteur est positionné sur le plan d'eau.
11) Dispositif selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'une résistance électrique (17) est disposée au niveau dudit flotteur (5) et reliée en série entre ledit câble d'antenne (6a, 6b) et ledit contact électrique de masse (16) .
12) Dispositif selon l'une quelconque des revendications 10 et 11, caractérisé en ce que ledit contact électrique de masse (16) comporte au moins un câble trainard (16) électriquement conducteur et non isolé électriquement.
13) Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens mécaniques tels qu'un treuil (18) pour ajuster la longueur dudit au moins un câble (6a, 6b) s' étendant entre le support d'antenne (4) et ledit flotteur (5) permettant ainsi un réglage de la bande passante radioélectrique de l'antenne et/ou permettant de rétracter l'antenne.
14) Dispositif selon la revendication précédente, caractérisé en ce qu' il comprend en outre :
- des moyens de mesure de capacité de réception et / ou d'émission de fréquences hertziennes via ledit au moins un câble d'antenne (6a, 6b) ;
- un dispositif électronique de contrôle de longueur dudit au moins un câble d' antenne adapté pour commander lesdits moyens mécaniques (18) afin d'ajuster la longueur dudit au moins un câble (6a, 6b) ; ledit dispositif électronique de contrôle étant relié audits moyens de mesure et étant adapté pour réguler la longueur dudit au moins un câble (6a, 6b) en fonction de mesures de capacité de réception et / ou d'émission générées par lesdits moyens de mesure et en fonction d' au moins une valeur de consigne mémorisée dans une mémoire appartenant audit dispositif électronique.
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