Antenne pour télégraphie et téléphonie sans fil. La présente invention se rapporte aux an tennes pour télégraphie et téléphonie sans fil, et plus particulièrement aux antennes employées dans des systèmes d'antennes pour ondes dirigées.
On a décrit aux brevets nos 11745.3 et 129202 des antennes qui sont longues par rapport à la longueur d'onde employée, et dans lesquelles la radiation provenant .des demi-longueurs d'onde d'ordre pair est par ce qui fait que l'on obtient des qualtés'direntrices améliorées dans une direction perpendiculaire à la longueur .de l'antenne. La présente in vention a pour but de prévoir une antenne ayant -des qualités directrices très marquées et -dans laquelle, ces qualités sont obtenues sans diminution pratique de la radiation.
L'antenne selon la présente invention pos sède une longueur éleetrique égale à au moins une fois -et demi la longueur d'onde employée, et est renversée en direction, sur au moins une partie de la longueur de ses section, d'une demi-longueur d'onde d'ordre pair, la dispo- sition étant telle que la. radiation provenant de ces demi-longueurs d'onde d'ordre pair s'additionne à celle des demi-longueurs d'oncle d'ordre impair .dans une direction voulue.
On entend par "demi-longueur .d'oncle" 1-L distance le long du fil parcourue par l'onde pendant une demi-période d'oscillation.
Dans une forme d'exécution, une antenne verticale est formée en ayant sa première demi-longueur .d'onde inférieure constituée @r_mple--ìl_ vertical. La deuxiéme longueur d'onde se prolonge sur une distance égale à 0,1 de longueur d'onde, comme pro longation de la première demi-longueur d'ond.e, puis elle tourne à angle droit et se continue dans une direction perpendiculaire pendant 0,05 longueur d'onde.
Elle est alors repliée selon un deuxième angle droit, et s'é tend vers le bas sur une longueur égale à 0,2 longueur d'onde, après quoi elle tourne d'un troisième angle droit, pour continuer dans une direction perpendiculaire en s'é loignant de la première demi-longueur d'onde sur une nouvelle distance égale à 0,05 lon gueur d'onde. Finalement, elle est de nou veau repliée d'un angle droit et se prolonge finalement vers le haut sur une longueur égale à 0,1 longueur d'onde. La troisième demi-longueur d'onde est constituée comme une prolongation verticale, - de la - dernière partie de la deuxième demi-longueur d'onde.
La quatrième demi-longueur d'onde est cons tituée semblablement à la seconde demi- longueur d'onde, à l'exception qu'elle se pro longe sur la ligne verticale dans laquelle se trouve la première demi-longueur d'onde, au lieu de s'éloigner de cette ligne; en d'autres termes, les deuxième et quatrième demi- longueurs d'onde sont symétriques par rap port à une ligne coupant perpendiculairement en deux parties égales à la troisième demi- longueur d'onde. La cinquième demi-longueur d'onde est un fil vertical droit aligné avec la première demi-longueur d'onde, verticale ment au-dessus de cette dernière.
La sixième demi-longueur d'onde est sem blable à la deuxième et se trouve verticale ment au-dessus de celle-ci, partie pour partie. La septième demi-longueur d'onde est une ligne .droite alignée avec la troisième, et se trouvant verticalement au-dessus de celle-ci. La huitième demi-longueur .d'onde est analo gue à la quatrième et se trouve verticale ment au-dessus .de celle-ci partie pour parti, et ainsi de suite jusqu'à n'importe quel nom bre désiré de demi-longueurs d'onde.
Des antennes selon la présente invention peuvent être employées verticalement, hori- zonta,lexne@at....oxa -sel:ou..n.'importP .quel antre angle désiré. Lors de leur emploi, elles peu vent être mises à la terre, @à une de leurs ex trémités, à l'aide d'une résistance égale à l'impédance -de l'antenne, correspondant à une onde à front raide, de façon à. empêcher la réflexion à cette extrémité ou disposée pour empêcher la. réflexion en employant, par exemple, la disposition :décrite au brevet an glais n 281762.
En prévoyant la longueur du fil entre les centres des sections adjacentes de l'antenne, plus grande ou plus petite qu'une demi- longueur d'onde, on peut obtenir une varia tion progressive de phase entre les différen tes sections. On peut ainsi obtenir, si on le désire, un maximum de radiation dans .des directions pratiquement différentes de la direction perpendiculaire à la direction géné rale de l'antenne.
Des antennes selon la présente invention sont .destinées à être employées en combinai son les unes avec les autres, -de façon à former des systèmes d'antenne dits en faisceaux. Elles peuvent évidemment être employées, soit avec, soit sans systèmes réfléchissants qui peuvent être construits soit verticale ment, soit horizontalement, ou encore dans n'importe quelle position désirée appropriée aux circonstances.
Des formes d'exécution de l'objet de l'in vention sont représentées, à titre d'exemples, au dessin schématique annexé, dans lequel: La fig. 1 représente une antenne du type décrit au brevet n 117453, tandis que Les fi-. 2 à 6 représentent dies antennes selon la présente invention.
Dans toutes les figures -du dessin, les an tennes sont considérées comme étant alimen tées par leur extrémité X (extrémité infé rieure). Dans chaque antenne, les centres des demi-longueurs d'onde sont indiqués en A B <B>C D,</B> et ainsi de suite.
Par exemple, lors que des courants de fréquence normale de fonctionnement sont -amenés à l'extrémité X d'une antenne, il se produira des courants en phase dans les parties, dont les centres se trouvent en<I>A</I> C <I>F,</I> ete., d'une part, -et des courants en phase dans les parties dont les centres sont en B <I>D</I> T, etc., d'autre part, la phase de ces derniers courants étant opposée à celle des courants précédents.
L'onde envoyée clans l'antenne sera. nor malement réfléchie par l'extrémité supérieure Y; l'onde réfléchie sera. en phase avec l'onde incidente aux points<I>A B C D,</I> etc., -et pro duira une onde stationnaire dans le fil d'an tenne. Cette onde réfléchie, qui sera. plus fai- ble que l'onde incidente, du fait de la perte de radiation, peut être éliminée, si on le dé sire, par exemple, au moyen -d'un circuit d'ab sorption tel que l'impédance, à l'extrémité I' d'une antenne soit rendue égale à l'impé dance du fil pour une onde à front raide.
Le champ à distance, dans une direction perpendiculaire par rapport à la longueur du fil, et provenant de fond parcourant n'im porte quelle section de demi-longueur d'onde de l'antenne, -est le même que celui qui se rait produit par une onde stationnaire, dans chaque demi-section, ayant une valeur maxi mum au centre égale à la valeur Maxi mum -de l'onde traversant l'antenne. Ceci est indiqué dans le schéma par les courbes en traits interrompus qui représentent, so-lxs forme convéntionnelle schématique, les ondes stationnaires équivalentes.
L'action des diverses dispositions repré sentées au dessin, se comprendra facilement en considérant ce qui précède.
On a représenté à la fig. 1, qui repré sente une antenne telle que celle décrite au brevet n 117453, sept demi-longueurs d'onde de fil, les sections d'ordre impair ayant. leur centre en A C E G, étant des sections- de ra diation, et les autres sections étant non rayon nantes. Comme il y a quatre sections -de ra diation, dans lesquelles les courants provo quant une radiation dans une direction per penditulaire à l'antenne considérée comme un tout, sont en phase, le champ résultant peut être considéré comme ayant une valeur égale à quatre unités arbitraires.
A la fig. 2, qui représente une disposi tion selon la présente invention, on a encore sept sections d'une demi-longueur .d'onde, mais les sections d'ordre pair<I>B D</I> et F, au lieu d'être des sections non radiantes, doivent rayonner. Du fait du renversement de la .di rection du fil, la radiation -de celui-ci favo rise en majeure partie la radiation des sec tions impaires<I>A C E</I> et G.
Si l'antenne re présentée à la fig. 2 est excitée avec & s Lou rants égaux à ceux avec lesquels l'antenne re présentée à la fig. 1 doit être excitée pour ob tenir quatre unités de champ, dans une direc- tion perpendiculaire à l'antenne, ladite an tenne, représentée à la fig. ?, donnera ap proximativement 5,2 unités de champ dans la même direction.
Les fig. 3, 4 et 5 représentent des va riantes -de la disposition de la. fig. 2 dan: lesquelles la quantité de fil renversé en di rection est augmentée.
Au lieu que, -dans la fig. ?, la quantité de fil renversé, dans chaque section paire d'une demi-longueur d'onde, soit de 0.2 longueur d'onde, la quantité renversée est de 0,24 lon gueur d'onde à la fig. 3, de 0,28 longueur d'onde à la fig. 4 et de 0,32 longueur d'oncle à la fig. 5. Cette augmentation de la quantiti, .de fil renversé diminue, non seulement la longueur développée de l'antenne pour un nombre donné -de longueur -d'onde de fil, mais augmente également la radiation provenant des demi-longueurs d'onde paires.
Ainsi, les champs obtenus .des antennes des fig. 3, 4 et 5, dans les mêmes conditions que celles produisant un champ de quatre unités avec la disposition représentée à la fig. 1, sont res- pectivement 7,25, 9,5 et<B>11.275.</B>
La disposition représentée schématique ment à la fig. 5 peut être convenablement mise en pratique, en donnant à l'antenne la forme d'une cage hexagonale verticale, les fils de raccordement<I>n</I> rad, <I>m</I> mI étant égaux en longueur aux fils transversaux tels que p p1.
On remarquera que l'augmentation cln nombre des longueurs d'onde de fil pour une longueur donnée d'antenne a pour résultat une augmentation de la radiation par unit, sur toute la longueur de l'antenne.
Pour n'importe quelles dimensions linéai res spécifiées d'antenne, la construction peut être telle que la partie principale de l'éner gie fournie en X est rayonnée avant d'attein dre l'extrémité Y. L'onde réfléchie par peut ainsi être rendue très faible, en effet, si un dispositif d'absorption des ondes réflé chies est prévu comme indiqué ci-dessus, l'onde réfléchie peut pratiquement être en tièrement éliminée et la perte d'énergie absor- bée peut, en réalité, être rendue très petite. De plus, la;
ra.diatiou par unité de longueur linéaire -de l'antenne, dans des parties diffé rentes -de cette dernière, peut être modifiée en faisant varier, le long de l'antenne, la quan tité de fil renversé dans chaque demi longueur d'onde paire, de telle sorte qu'il est possible, dans une grande mesure, de com penser la perte naturelle du courant, le long de l'antenne, et .d'obtenir une antenne avant pratiquement une radiation uniforme par unité de longueur, en augmentant progressi vement l'importance des parties renversées dans les demi-longueurs d'onde paires, au fur et à. mesure que l'on s'approche du sommet de l'antenne.
N'importe quelle autre distri bution peut, évidemment, être obtenue, si on le désire, par exemple, la radiation par unité de longueur linéaire peut être la plus grande à la partie centrale de l'antenne.
Si on le désire, plusieurs fils en parallèle, peuvent être employés au lieu d'un fil uni que ou d'une combinaison -de fils simples.
La fig. f représente une variante de ce genre, dans laquelle, les sections A, C et E sont formées par des cages, les sections ren versées B et D étant constituées par des fils simples.