Bien avant la TNT... Les antennes d'émission TV en France dans les années 50-60

[kiki37]

Les antennes-panneaux à fentes

D’après la Revue d’Electronique et de physique appliquée Arta Electronica – Vol. 6- juillet1962 n°3

INTRODUCTION
L'utilisation, pour les émissions de télévision, des bandes décimétriques lV et V (470 à 860 MHz) a posé de nombreux problèmes, souvent complexes, notamment en ce qui concerne les aériens.
En effet, d'une part, la largeur exceptionnelle de la bande permet d'envisager la transmission simultanée de plusieurs programmes sur la même antenne, et. d'autre part. les très petites longueurs d'ondes utilisées nécessitent la mise en œuvre de puissances d’émission considérables.
Deux facteurs cependant, permettent d'obtenir les résultats souhaités : la puissance délivrée par les émetteurs et le gain de l'antenne. Le gain de l'antenne est relativement facile à obtenir pour de telles fréquences, étant donné le peu d'encombrement présenté par les éléments qui la constituent.
Ces antennes, tout comme celles utilisées dans les émissions en bande lll, seront constituées par un assemblage de panneaux rayonnants installés sur les trois, quatre ou même huit faces du pylône qui les supporte. Ce type d'installation présente de nombreux avantages ; il permet, en particulier, un modelage judicieux du diagramme de directivité azimutale de l'antenne d'émission :
- soit par les empilages différents de panneaux suivant les directions ;
- soit par l'application de puissances différentes entre les « faces rayonnantes » ;
- soit encore en agissant sur les relations de phase entre plusieurs panneaux ou groupes de panneaux.
Il ne faut pas négliger non plus la grande facilité d'installation de ces éléments qui constituent chacun une antenne indépendante pouvant être mise au point en usine ; leur rayonnement n'est pas perturbé par la structure qui leur sert de support et ils se présentent sous l'aspect d'un ensemble compact, facile à manipuler et à mettre en place.Les nouveaux panneaux doivent satisfaire aux exigences suivantes :
1) avoir des caractéristiques de directivité identiques à celles des panneaux de 4 dipôles utilisés en bande lll:
2) posséder une très large bande passante :
3) pouvoir transmettre une puissance maximale ;
4) ne pas comporter de symétriseur ;
5) être d'une constitution mécanique simple et robuste exempte de tout élément fragile;
6) être insensibles au givre ;
7) résister parfaitement aux agents corrosifs de l'atmosphère ;
8) être d'une installation facile ;
9) être d'un prix de revient raisonnable.
Ces considérations ont orienté les recherches vers des structures simples et le choix s’est tout naturellement porté sur les antennes à fentes.
LES ANTENNES - PANNEAUX À FENTES
Étude de la fente
L'antenne à fente la plus simple, permettant une alimentation coaxiale. est constituée par un plan métallique dans lequel est pratiquée une ouverture étroite (fig, 1) au centre de laquelle on raccorde le câble coaxial.
La fente rayonne de part et d'autre du plan métallique. La transformation du rayonnement bilatéral en rayonnement unilatéral est obtenue en fermant un côté de la fente par une cavité (fig. 2) constituée par un tronçon de guide quart d'onde terminé par un court-circuit. L'adaptation à l'impédance caractéristique du câble coaxial normalisé (50 ohms) s'effectue en déplaçant le point d'alimentation pour le situer prés de l'extrémité de la fente. Ce dispositif est très sélectif.
Excitation de la cavité.
Si l'on désire qu'une telle antenne fonctionne dans une gamme de fréquences étendue, il convient d'employer un autre moyen d'excitation. L'un des plus usités est de placer une antenne parallèlement au champ électrique du guide d'onde. Un dispositif simple, dérivé de ce principe, est le dispositif à « barre transversale » (cross bar).
Cet appareil, par sa robustesse, convient parfaitement ; sa structure mécanique et son positionnement définitif le rendent absolument indéréglable (fig. 3).

Ouverture rayonnante
Pour obtenir le diagramme de directivité recherché, on place, à la sortie de la section du guide d'onde, un cornet qui facilite l'adaptation de la cavité en rendant plus progressive la transition « impédance du guide-impédance de l'espace ». Cette liaison ne doit pas perturber les répartitions d'amplitude et de phase existant dans le plan de sortie de la cavité. Il faut réaliser un cornet ayant une pente aussi faible que possible, mais. qui, toutefois, ne soit pas trop long (fig. 4).

Description du panneau.
Il se présente sous la forme d'un caisson métallique parallélépipédique dont l'un des flancs est prolongé par une courte structure sectorale. La plus grande base de cette structure s'ouvre vers l'espace et constitue la fenêtre rayonnante ; cette dernière est munie d'un bord. Le caisson métallique comporte deux sections de guide d'onde. Chacune de ces sections est alimentée par le dispositif d'excitation à barre transversale décrit plus haut. Chaque section débouche sur la face avant de la fenêtre rayonnante (fig. 5). Dans le panneau classique, les deux guides sont alimentés en phase et peuvent transmettre la même puissance grâce à un répartiteur à très large bande passante, qui peut admettre des puissances très importantes (limitées seulement par le câble coaxial choisi). Le panneau est entièrement construit en acier inoxydable poli.
Ce matériau présente une parfaite insensibilité aux agents corrosifs atmosphériques habituels. Les différentes parties du panneau sont soudées entre elles : les ouvertures du panneau sont protégées par un capot en matériau stratifié contenant des fibres de verre enrobées dans une résine polyester (fig. 6).