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BELL TELEPHONE MANUFACTUIGE COMPANY PERFECTIONNEMENTS AUX ANTENNES ELECTRIQUES.
La présente invention est relative à des perfectionne- ments aux antennes électriques et, particulièrement, à des méthodes améliorées de couplage d'émetteurs ou de récepteurs radio-électriques à des antennes.
L'invention prévoit un système d'antenne électrique comprenant une antenne, une bobine couplée inductivement à la- dite antenne et réglée de manière à résonner à la fréquence' à laquelle l'antenne doit fonctionner et des organes reliant ladite bobine à un émetteur ou à un récepteur radioélectrique.
L'intention prévoit également, sur un avion, une aile métallique destinée à servir d'antenne, une bobine couplée inductivement à ladite aile près du point de jonction avec le fuselage de l'avion, des organes accordant la bobine à la
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résonnance quart d'onde à la fréquence de fonctionnement, e une ligne de transmission reliant ladite bobine à un émetteur ou à un récepteur radio-électrique porté par l'avion.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée qui suit et à l'examen des dessins joints qui représentent, à titre d'exemple non limitatif, un mode de mise en oeuvre de l'invention.
La fig. I représente une antenne mise à la terre par la base avec bobine de couplage conforme à certains principes de l'invention.
Les fig. 2 & 3 représentent des antennes isolées ou dipoles avec bobines de couplage.
La fig. 4 représente une antenne pylone isolée excitée par plusieurs bobines de couplage montées en série selon cer- tains principes de l'invention.
La fig. I représente une antenne I constituée par un pylône métallique vertical dont l'extrémité est fixée et électriquement reliée au sol en ? ou à un grillage mis à la terre. Le pylône peut être un treillis métallique, comme repré- senté ou un poteau, métallique, ou analogue. La longuer du pylone doit être telle qu'il résonne en quart d'onde à la fré- quence moyenne de la bande de fonctionnement Une bobine plate de fil 3 est placée dans un plan vertical à proximité du pylône à son extrémité inférieure. Ladite bobine doit être formée d'une ou de plusieurs spires d'un fil d'une longueur légèrement inférieure à 1/4 de longueur d'onde à la fréquence moyenne.
Ladite bobine résonne, par conséquent, légèrement au-dessus de la fréquence moyenne et peut être accordée à la résonnance quart d'onde au moyen d'un condensateur 4 reliant l'une des extrémités de la bobine à la terre.
Une ligne de transmission coaxiale 5 relie l'autre ex- trémité de la bobine 3 à un émetteur ou à un récepteur radio- électrique ( non représenté ).
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On constatera que la bobine 3 est couplée inductive- 'ment à l'antenne I au voisinage d'un ventre d'intensité ce qui assure un fonctionhement très efficace.
L'induction mutuelle entre la bobine 3 et l'antenne I assure ine correction de la réactance pour l'impédance du système vue des bornes de la ligne de transmission 5, impédance qui peut être rendue pratiquement constante sur une bande de fréquence-d'une largeur appréciable, de sorte que l'efficacité de l'émission ou de la réception sur une telle bande est conve- nable.
On notera que, lorsque l'extrémité de la bobine 3 éloignée de la ligne de transmission est ouverte, l'impédance d'entrée du système est faible et par conséquent s'adapte conve- nablement à une ligne coaxiale. Si l'on désire obtenir une impédance d'entrée élevée, l'extrémité éloignée de la bobine 3 peut être directement mise à la terre et l'on peut y connec- ter le condensateur 4 au lieu de le monter entre l'autre ex- trémité de la bobine àt la terre.
Le condensateur 4 peut être établi de toute manière commode, par exemple il peut être une simple sphère ou un dispositif anti-corona. Il est évident également qu'on pourrait supprimer ce condensateur entièrement si la longueur du fil constituant l'enroulement de la bobine 3 était choisie telle que ladite bobine résonne exactement en quart d'onde à la fréquence moyenne de fonctionnement.
On comprendra que la bobine 3, peut être constituée par du fil dont la longueur est approximativement un nombre entier quelconque de quarts de longueurs d'onde à condition d'inverser le sens d'enroulement à chaque noeud d'intensité sur le fil de telle manière que les lignes de force magnétique dues à toutes les spires du fil soient dans le même sens. Il ne faut pas oublier que le courant dans le fil change de sens après avoir dépassé chaque noeud d'intensité.
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Il y a lieu de noter que le dispositif de la fig.I peut être employé pour coupler l'aile métallique d'un avion lorsque celle-ci est utilisée comme antenne. Dans ce cas, le pylône 1 est remplacé par ladite aile et le fuselage de l'avion remplace le grillage de terre 2. La bobine 3 est alors disposée sensiblement dans le plan de l'aile aux bords avant ou arrière dans l'angle de jonction avec le fuselage. Il est à noter que le champ magnétique de l'aile est sensiblement plus intense sur les bords avant et arrière que dans les autres régions de sorte que le couplage est très efficace. La bobine 3 peut être conve- nablement disposée dans un boîtier de manière isolante de forme aérodynamique.
La fige 2 représente schématiquement un disposi- tif conforme à certains principes de l'invention pour cou- pler une antenne équilibrée résonnant en demi-onde ou dipole 6 isolée de la terre. Dans ce cas, la bobine 7 est constituée par un fil d'une longueur approximativement égale à la moitié de la longueur d'onde moyenne de fonc- tionnement et est placée à l'opposé du milieu du dipole 6. Le dispositif est évidemment équivalent à celui de la fig. 1 plus son image dans la terre.
Si la bobine 7 n'est pas exactement résonnante en-demi-onde, elle peut être accordée par un condensateur ( non représenté ) monté aux bornes de l'extrémité de la ligne de trans.,ission d'ali- mentation 8 où, comme représenté é la fig. 3, on peut subdiviser la spire de fil formant la bobine 7 à l'extré- mité éloignée des bornes, le condensateur 8 étant alors monté entre les extrémités du fil.
La fig. 4 montre de quelle manière un pylône d'antenne vertical isolé du sol peut être excité, selon certains principes de l'invention. Le pylône 10 est porté
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à une certaine distance de la terre sur un isolateur II et' est maintenu par quatre haubans 12 fixés près de l'extrémité supé- rieure. Chacun des dits haubans supporte une bobine plate 13 placée en face du milieu du pylône dans un plan vertical passant par le pylône, les bobines étant, bien entendu, isolées des hau- bans d'une manière convenable. Les bobines sont toutes montées en série, l'une des extrémités de la série étant mise à la terre en 14 et l'autre extrémité étant reliée au conducteur central d'une ligne de transmission coaxiale 15 aboutissant à un émet- teur ou à un récepteur radio-électrique ( non représenté).
Le fil dont l'enroulement forme la bobine 13 ( y compris les conne- xions à la base du pylône ) est de préférence d'une longueur égale à une longueur d'onde entière à la fréquence moyenne de fonctionnement ( il peut être aussi égal à un nombre entier quelconque de longueurs d'ondes), les bobines étant enroulées par rapport aux noeuds d'intensité de telle manière que les lignes de force magnétiques, provenant de toutes les spires des enroulements suivant l'antenne 10 dans le mème sens. Cette mé- thode d'enroulement et de connexion des bobines peut être dési- gnée par l'expression connexion en série additive ".
Dans ce cas, l'antenne 10 résonne en demi-onde et il est clair que le dispositif est une extension de ceux décrits par rapport aux fig. 2 et 3 Un condensateur ( non représenté) peut être monté aux bornes de la ligne de transmission 15 pour ,permettre l'accord du système de bobines à la résonnance' demi-onde comme exposé précédemment. L'obliquité des haubans 12 peut être réglée convenablement de manière à ce que l'onde d'espace provenant des parties supérieures inclinées des bobines 13 ne puisse être gênante.