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METHODE et T''61ZS de RADIOS IGIULISATION EII1TN9TiT l'ACTION DE 1fJ!:ADING".
Le présent perfectionnement se rapporte, comme le brevet principal, à des systèmes de transmission radiotélégraphiques, et particulièrement à ceux qui utilisent des ondes courtes* Il a pour but principal l'établisse- ment d'un système d'antenne dirigé, facile à construire et à entretenir, qui possède à la fois une grande capacité de radiation, des propriétés directives très accentuées, qui est économique à construire et facile à entretenir.
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Un but particulier de la présente invention est de réaliser un systèmed'antenne qui puisseêtre construit sans l'emploi d'inductances arti- ficielles et de capacités, qui ne nécessite aucun accord d'aucune sorte, et qui soit par suite spécialement commode pour fonctionner simultanément sur une grande variété de longueurs d'ondes. Cettedernière caractéristique de l' antenne est particulièrement importante, étant donné que le problème du fading, car elle permet l'élimination des distorsions qui en résultent-
On a déjà proposé différentes théories pour expliquer la réception variable des ondes radiotélégraphiques et le phénomène appelé communément fading.
Suivant l'une de ces théories, un milieu conducteur théorique, connu sous le nom de couche Kennely-Heavyside, peut suivant les cas se laisser tra- verser par les ondes ou les réfléchir ou les rétracter au voisinage du récep- teur. Les expériences effectuées dans les transmissions radiotélégraphiques montrent que cette couche n'est pas une surface unie, mais qu'elle est, au contraire, analogue à la surface de la mer dans différents états d'agitation.
Si le faisceau d'ondes radiotélégraphiques est orienté sur cette surface, il peut être réfléchi vers la terre, au voisinage du récepteur, ou dans d'autres endroits présentant les conditions de la couche- En conséquence, le récepteur se trouve alternativement dans des conditions de réception et de non réception, d'où apparaît le fading.
La présente invention fournit une antenne qui possède à la fois une direction de propagation particulièrement accentuée, et qui soit capable de rayonner de grandes quantités d'énergie, et cela pour un très grand nombre de longueurs d'ondes- Etant donné que les ondes de différentes longueurs sont effectuées différemment par le phénomène du fading, suivant les conditions de la couche d'Heavyside, la transmission peut être effectuée avec l'une ou l'au- tre des longueurs d'ondes'L'invention permet ainsi de réaliser une antenne qui peut servir, soit à la transmission, soit à la réception, ou aux deux à la fois, particulièrement adaptée peur ces opérations et fonctionnant avec des longueurs d'ondes différentes, et permet ainsi de réaliser une transmission plus continue- Une antenne de cetype,
que l'on peut appeler un projecteur d'ondes, se différencie de l'antenne orientée connue sous le nom de "beam", du fait que cette dernière ne fonctionnait que pour une longueur d'onde*
Plus particulièrement, l'antenne qui projette les ondes comprend @ 1
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un certain nombre de sections, ayant une longueur égale à une demi-longueur d'onde, et chacun travaille à l'unisson et projette en phase, soit une onde unique, soit plusieurs ondes dans une direction déterminée. Les sections sont constituées par un certain nombre de lignes. Ces lignes ont des positions relatives convenables afin d'assurer une capacité de radiations et des proprié- tés directives plus élevées que les antennes courantes.
Les différentes sec- tions de chaque ligne ayant une demi-longueur 'd'onde sont connectées entre elles et disposées de la faqon décrite ci-dessus, de telle sorte que toutes les sections opèrent en phase, ce résultat est obtenu sans faire usage de condensa- teurs, d'inductances, de procédés d'accord ou d'aucun autre dispositif qui gêne pour employer plusieurs fréquences-
On comprendra mieux les caractéristiques et avantages de l'invention en se référant à la description suivante et aux dessins qui l'accompagnent, donnés simplement à titre d'exemple, et dans lesquels les Fig. 1 à 12 représen- tent schématiquement différentes àimes de réalisation de l'invention.
Sur ces dessins, les traits pleins représentent les parties conduc- trices de l'antenne, tandis que les lignes fines représentent les câbles- sup- ports qui servent à supporter l'antenne, à partir d'une tour appropriée- Les parties isolantes utilisées sont représentées par des disques circulaires, pour la commodité des dessins.
La Fig.l représente une forme simple d'antenne conforme à l'inven- tion Le dispositif comprend deux parties conductrices 1 et 2, chacun de ces éléments comportant un certain nombre de sections connectées en série et dis- posées alternativement- Dans le cas représenté, ces sections sont disposées en zigzag ou s'étendent alternativement dans un plan horizontal et dans un plan vestical. Ainsi, par exemple, l'élément conducteur 2 est composé de sections horizontales a, b et c qui sont alternativement disposées le long de l'antenne, et des sections intermédiaires d et e qui sont disposées dans l'intervalledes sections précédentes et dans un plan vertical.
Le conducteur 1, qui est de même constitué par des sections a', b', c', d', e', est mis côte à côte avec le conducteur 2, de manière à former deux lignes parallèles, et les sections Si. et d' constituent les cotés opposés d'un parallélogramme compris antre ces lignes* La partie supérieure de ces lignes comprend les sections a, b' et c, et la ligne inférieure comprend les sections a', b et c'.
Ces sections sont dispo-
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sées dans les parties voisines de chaque ligne, et chacune constituée une unité d'oscillations, ayant une demi-langueur d'onde. Ces sections b et b' sont in- terrompues à leur point central, et les deux conducteurs sont connectés ensem- ble en ce point, au moyen des lignes d' alimentation 3, dont le point milieu est connecté aux lignes d'alimentation supplémentaires le reliant à l'appareil de haute fréquence 4. Celui-ci peut être, soit un transmetteur, soit un récep- teur-
Les lignes d'alimentation 3, qui s'étendent entre les deux lignes, peuvent avoir une longueur égale à une demi-longueur d'onde, ou à un multiple entier de celle-ci, si on le préfère.
La disposition des lignes d'alimentation est telle, que l'apsareil de haute fréquence 4 est électriquement équidistant du milieu des deux conducteurs 1 et 2.
Les éléments conducteurs 1 et 2 sont supportés d'une façon convena- ble, à partir des tours appropriées 5 et 6, au moyen de câbles 7, et sont iso- lés l'un de l'autre au moyen d'isolateurs convenables 9. Dans les divers des- sins annexés, ces isolateurs sont représentés par des disques circulaires,
Les appareils de haute fréquence 4 sont disposés pour émettre ou pour recevoir les courants de l'antenne ayant une ou plusieurs fréquences* Si l'on utilise des courants ayant seulement une fréquence, la longueur de chaque section de l'antenne peut être égale à la moitié de la longueur d'onde corres- pondant à la fréquence utilisée. Au contraire, si l'en veut utiliser plus d'une fréquence, ces sections doivent avoir une longueur égale à la moitié de la longueur d'onde moyenne des ondes utilisées.
Avec cette disposition, on peut voir que toutes les sections qui canprennent les lignes parallèles a, b',c et a', b, c' sont alimentées en phase, tandis que les courants dans les éléments voisins d, d', et/e, e', qui sont disposés à l'opposé entre les lignes parais lèles, sont parcourus dans des directions opposées, ainsi que le représentent les flèches.
Ce résultat a pour effet que le rayonnement produit par ces élé- ments est neutralisé- On peut voir que tous les éléments horizontaux de l'an- tenne sont alimentés en phase, et par suite contribuent à projeter ou à rece- voir des ondes polarisées horizontalement et se propageant dans une direction à angle droit du plan de l'antenne, tandis que les éléments verticaux, par sui- te de leurs phases en opposition, n'ont pratiquement aucun effe@-
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La Fig.2 montre une variante de l'invention qui comprend deux groupes 10 et 11 de conducteurs disposés d'une façon analogue à ceux de la Fig.l. Ces groupes sont disposés de manière à former des lignes parallèles dans des plans verticaux qui s'étendent entre les tours 5 et 6.
Chacune de ces lignes comprend six sections oscillantes ayant une demi-langueur d'onde* Toutes ces sections sont alimentées en phase au moyen de l'appareil de trans- mission 4, qui est connecté par l'intermédiaire de lignes ayant même longueur, au milieu des conducteurs d'alimentation 3 par les deux groupes de conducteurs.
Cette antenne projette une onde d'une nature semblable à celle de l'antenne de la Fig.1; mais, par suite de sa plus grande longueur, elle a un effet di- rectif plus prononcé et des propriétés de radiation plus accentuées que celle de la figure précédente.
Les propriétés directives et le pouvoir émissif de l'antenne peuvent être considérablement accrus en disposant les conducteurs comme le représente la Fig.3. Dans cette figure, quatre groupes d'éléments 12, 13, 14 et 15, cha- cun d'eux étant construit de la même façon que sur la Fig.1, sont suspendus entre les tours 5 et 6. Les groupes 12,13, 14 et 15 sont suspendus dans des plans verticaux entre les supports 16 et 17' qui sont attachés de manière à supporter les mâts 5 et 6, la longueur de ces supports, et par suite la dis- tance entre les plans verticaux comprenant les groupes 12,13, 14 et 15 étant égale à une demi-longueur d'onde.
Dans ce cas, les groupes 14 et 15 sont seule- ment représentés comme étant alimentés au moyen du transmetteur 4, les grou- pes 12 et 13 servant de réflecteurs pour les ondes émises*
La Fig.4 représente une antenne du même type que celui de la Fig.l, mais qui est suspendue entre les tours 5 et 6, de façon que la direction de propagation des ondes émises puisse être modifiée ,si on le désire* Les lignes parallèles de l'antenne, qui sont comprises entre les sections alternées des éléments conducteurs 1 et 2, sont supportées entre les tiges 18 et 19 conve- nablement attachées aux tours 5 et 6.
Ces tiges sont soutenues de manière à pouvoir tourner dans le plan vertical pernédiculaire à l'antenne* Les cotés opposés de 18 et 19 sont attachées au moyen de cordes 20 et 21, respectivement, aux pieux 22 qui sont fixés dans la terre à une distance convenable de la base des supports 5 et 6.
Au moyen de ces cordes, l'angle de propagation des ondes émises sur l'horizon peut être modifié Ainsi, par example, en rendant les
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cordes 20 et 21 de longueurs égales, et en fixant les poteaux 22 dans la terre à égale distance de la base du support 5, l'antenne sera suspendue dans un plan horizontal, et par suite projettera verticalement des ondes polarisées dans un plan horizontal- Si les cordes 21 sont allongées et que les cordes 20 sont rac- courcies, les pieux 22 étant disposés convenablement, l'antenne sera suspendue dans un plan vertical; par suite, elle projettera des ondes polarisées horizon- talement dans une direction parallèle à la surface de la terre.
Si on le désire, on peut obtenir, suivant les besoins, des ondes dont la direction de propaga- tion fait un angle convenable avec la surface de la terre*
La Fig.5 montre une antenne du même type que celui de la Fig.2, suspendue de façon à rendre réglable la direction de propagation des ondes émi- ses par rapport à l'horizon- Des dispositifs convenables du genre de ceux des Fig.4 et 5 peuvent aussi être employés avec une antenne ayant une disposition analogue à celle de la Fig.3.
La Fig-6 représente un dispositif différent pour supporter une an- tenne du type de la Fig.2 ou de la Fig.5. Dans cette Fig.6, deux groupes de conducteurs sont suspendus obliquement du sommet de la tour 23, directement ou indirectement vers la terre- La partie inférieure de chacune de ces lignes de conducteurs rayonnants est supportée au moyen de poteaux convenables 24 qui sont fixés dans la terre- Ainsi construite, l'antenne rayonne une onde ayant une direction de propagation à angle droit du plan de l'antenne, et son plan de polarisation est déterminé par l'angle entre le plan de l'antenne et la sur- face de la terre- La direction de propagation de cette antenne peut, de la même façon, varier au-dessus de l'horizon, en déplaçant les poteaux 24,
et en les rapprochant ou en les éloignant du support 23. Ainsi, par exemple, l'angle entre la direction de propagation et la surface de la terre peut être diminué, si on le désire, en ajustant les poteaux 24, de manière que le plan de l'an- tenne est dans le plan déterminé par les lignes ponctuées 25, ou au contraire, on peut l'augmenter, en déplaçant les poteaux dans la direction opposée±
La Fig.7 représente une autre forme de réalisation de l'invention, dans laquelle les deux éléments conducteurs 1 et 2 comprennent des sections disposées en série et connectées alternativement qui sont en général en zigzag ou en escalier, une section de chaque conducteur d'une série s'étendant dans la direction opposée de la section intermédiaire de l'autre- Ainsi, par exem-
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ple, le conducteur 1 comprend des sections g, h, i,
j et k les éléments des sections g,, i et k étant disposas dans le plan horizontal, et les élémenta in- termédiaires des sections h et jétant disposés dans le plan vertical* Le con- ducteur 2 est de même constitué par les sections ±, h', i', j' et k', et jux- taposé par rapport au conducteur 1, de manière que les sections 1! et h',j et j' comprennent des lignes parallèles continues, et que les sections.1 et k', et 8. et i', de la même façon, constituent des lignes parallèles- Toutes ces sections sont disppsées dans un plan vestical commun, mais ces dernières lignes s'étendent à angle droit des précédentes- La section médianede chacun de ces conducteurs est connectée au moyen des feeders 3, de la façon déjà décrite sur les Fig.
1 et 2, et le point milieu de ces feeders est de même connecté à l'ap- pareil de haute fréquence 4. Cette antenne est disposée de manière à être sup- portée au moyen du système de suspension 26 qui s'étend du sommet de la tour 27, obliquement vers la terre- Cette forme d'antenne présente certains avanta- ges appréciables, aux points de vue de la construction et du mode de fonctionne- ment-
Quand l'antenne est alimentée avec des courants de haute fréquence ayant une longueur d'onde égale à la moitié de la longueur des sections égales des conducteurs, les courants qui circulent dans chacun des conducteurs ont la direction représentée par les flèches. On peut voir ainsi que tous les sections connectées en parallèle sont alimentées en phase, et cela est vrai également des sections horizontales et des sections verticales.
Ainsi, dans l'antenne, à la fois les éléments vertical et horizontal produisent une radiation , et l'ef- fet combiné des éléments vertical et horizontal est de projeter une onde dans une direction à angle droit du plan de l'antenne, ayant un plan de polarisa- tion à 45. vers le haut, ainsi qu'il est représenté par la flèche 28.
La Fig.8 représente une autre variante de l'invention, dans laquelle deux groupes de conducteurs, tels que ceux représentés Fig.7, sont suspendus bout à bout dans un plan horizontal entre les supports 5 et 6. Ces groupes sont isolés l'un de l'autre au point 31, et sont alimentés au moyen des conducteurs 32 et 33 de longueur égale ,qui s'étendent à partir du milieu de la section du feeder 3, jusqu'à l'appareil de haute fréquence 4.- Avec cette disposition, l'an- tenne rayonne, dans une direction verticale, une onde qui a un plan de polarisa- tion horizontal.
Une antenne de ce type est particulièrement utile pour la com-
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mande des aéronefs*
Les Fig.9 et 10 représentent d'autres formes de l'invention ana- logues à celles de la Fig.7. La FiG. 9 représente un groupe unique de conduc- teurs, qui est suspendu dans un plan vertical entre les mats 5 et 6, chacune des sections de chaque élément conducteur étant disposée à 45 de l'horizon*
La Fig. 10 montre deux groupes de conducteurs disposés de la même façon et s'étendant bout à bout dans le plan vertical entre les supports 5 & 6.
Ces groupes de conducteurs sont isolés l'un de l'autre au point 34, et sont disposés pour être alimentés par des courants de haute fréquence, au moyen des conducteurs 32 et 33 qui ont une longueur égala et proviennent de l'appa- reil à haute fréquence, par 1'intermédiaire du point milieu des sections d'a- limentation 3.
Les antennes représentées sur les Fig.9 et 10 transmettent des ondes polarisées verticalement ayant une direction de propagation à angle droit du plan de l'antenne*
Les Fig.11 et 12 représentent des antennes du type des Fig.1et 8, avec cette différence que la distance entre les portions supérieures et infé- rieures de l'antenne est plus grande* Dans chacune de ces figures, la longueur des feeders conducteurs 3 est égale à une longueur d'onde entière, ce qui a pour résultat que les courants de la portion inférieure sont de direction op-.
posée à ceux représentés dans les autres figures* Ces antennes projettent ou reçoivent des ondes qui se propagent à angle droit du plan de l'antenne, mais à 30 a-dessus de l'horizon- Cet angle peut être réduit à 20 , en portant la distance à deux longueurs d'ondes- Dans la forme représentée Fig.12, la dis- tance entre les portions inférieure et supérieure est arbitraire.
On peut voir que, par une disposition des conducteurs, telle que celle décrite, aucun élé- ment de l'antenne n'est inutilisé, et toutes les sections ayant une demi-lon- gueur d'onde de toutes les lignes parallèles de l'antenne, travaillent en phase et sont placées côte à cota* Le fait que les différentes sections sont alimen- tées en phase, augmente considérablement la puissance des signaux qui sont en- voyés dans une direction déterminée, avec une puissance donnée à l'antenne.
Des essais effectués avec une antenne du type représenté dans la Fig.1 ont montré que, pour produire en un point donné un signal ayant une puissance dé- terminée, on avait besoin d'une énergie inférieure à celle qui était néces-
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saire avec une antenne ordinaire ayant une demi-longueur d'onde horizontale- Les propriétés directives de l'antenne sont également accrues, à la fois dans le plan horizontal et dans le plan vertical* Les caractéristiques de l'antenne sont accentuées par le fait que les unités individuelles d'oscillations, ou sections sont disposées dans des espaces voisins sur chaque ligne*
Dans toutes les figures, on a représenté des conducteurs comprenant un petit nombre de sections;
il est bien évident que le nombre peut être accru, si besoin est* De la même façon, dans chaque cas, l'antenne est représentée comme étant alimentée au point miliep de la demi-section* Il est évident que tout autre dispositif connu d'alimentation peut également être utilisé, et que la,longueur des conducteurs peut'être quelconque* Toutefois, il faut que la différence entre la puissance des dernières sections et celle qui est la plus Broche des conducteurs d'alimentation devienne appréciable* Si on désire une longue antenne, les dispositions les meilleures sont celles représentées sur
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les 9ig* a 3, Qt 6 8 et ML car, avec ces dispositions, toutes les sections