FR2717311A1 - Multiwire transmission line antenna for EMC in ancheoic chamber - Google Patents

Abstract

The antenna includes an isolating frame which has removable sides (30,60) and parallel sections (40,41). The frame is mounted on pulleys in an anechoic chamber. A number of parallel conduction wires (51) are stretched out at fixed intervals along the frame. A support section is fixed (27,72) at both ends to ground isolating supports (10,80). The wires converge onto the support section at each end. Pre-tensioners are used to ensure each wire is taut. A generator feed (1) provides RF power to the first wire convergence point, while the second convergence point is earthed through a matched load (10)

Description

Antenne ou ligne à plaques parallèles
La présente invention a pour objet une antenne, ou ligne à plaques parallèles, essentiellement constituée d'un septum multifilaire et d'un plan de masse tous deux parallèles au sol, comportant - un support isolant d'entrée pour supporter les connexions
d'entrée à travers lesquelles les fils du septum sont
connectables à un générateur, - un support isolant de sortie pour supporter les con
nexions de sortie et la charge résistive à travers les
quelles les fils du septum sont connectables à la terre, - les fils du septum multifilaire étant parallèles entre
eux.Parallel plate antenna or line
The present invention relates to an antenna, or line with parallel plates, essentially consisting of a multi-wire septum and a ground plane both parallel to the ground, comprising - an insulating input support to support the connections
inlet through which the septum wires are
connectable to a generator, - an insulating output support to support the con
output connections and the resistive load across the
which the wires of the septum are connectable to earth, - the wires of the multi-wire septum being parallel between
them.

Une telle ligne ou antenne est notamment utilisée pour tester la résistance et/ou les réactions de divers dispositifs et appareils à des rayonnements électromagnétiques. Such a line or antenna is used in particular to test the resistance and / or the reactions of various devices and apparatuses to electromagnetic radiation.

On sait que les rayonnements électromagnétiques peuvent affecter le bon fonctionnement de divers dispositifs, notamment les dispositifs électroniques qui sont aujourd'hui couramment utilisés dans pratiquement toutes les techniques ; il est clair que de tels rayonnements peuvent affecter le fonctionnement d'un simple téléphone, d'un modem, ou d'un récepteur de télévision ; de même, les véhicules automobiles d'aujourd'hui comportent de plus en plus des circuits électroniques, par exemple pour la mise en oeuvre de l'allumage, et aussi pour les dispositifs de freinage tels que celui connu sous le nom de ABS et il est donc important, car la sécurité du véhicule est en jeu, de savoir quel sera le comportement de ces appareillages électroniques dès qu'il y aura un peu d'électricité dans l'air comme cela est évidemment le cas par temps d'orage ; plus important encore est de connaître le comportement de l'électronique embarquée dans un avion lorsque celui-ci traverse des nuages d'orage et peut donc être soumis à des phénomènes électromagnétiques très intenses tels que la foudre. It is known that electromagnetic radiation can affect the proper functioning of various devices, in particular electronic devices which are currently commonly used in practically all techniques; it is clear that such radiation can affect the operation of a simple telephone, a modem, or a television receiver; Similarly, today's motor vehicles increasingly include electronic circuits, for example for the implementation of ignition, and also for braking devices such as that known under the name of ABS and it is therefore important, because vehicle security is at stake, to know what the behavior of these electronic devices will be as soon as there is a little electricity in the air as is obviously the case in stormy weather; even more important is to know the behavior of the electronics on board an airplane when it crosses storm clouds and can therefore be subjected to very intense electromagnetic phenomena such as lightning.

Pour effectuer ces tests de comportement de divers appareils à des rayonnements électromagnétiques, il est connu de les soumettre à des champs reproductibles engendrés, notamment, par une ligne à plaques parallèles, ou antenne, telle que définie ci-dessus ; une telle antenne est le plus souvent construite et utilisée à l'intérieur d'une chambre anéchoique pour éviter les perturbations parasites ; en pratique, une chambre anéchoique est une cage de Faraday dont les parois intérieures ne sont pas réfléchissantes d'où l'absence d'écho ; on trouve dans la publication de Messieurs Carbonini et Tarducci Multiwire
Transmission Lines for EMC Measurements in Anechoic Chambers , Proceedings of the 2nd Int.l Conference on Electromagnetic in Aerospace Applications (ICEAA), pages 115-118,
Torino, Sept 1991, un exposé des dispositifs connus et de leur mode d'utilisation ; il est clair que l'un des problèmes qui se pose est celui de l'encombrement puisque la zone de test se situe entre les deux plaques parallèles de la ligne laquelle doit être logée dans la chambre anéchoique dont on imagine facilement les dimensions et le coût lorsque l'appareil à tester est un gros avion de transport.To carry out these tests of behavior of various devices with electromagnetic radiation, it is known to subject them to reproducible fields generated, in particular, by a line with parallel plates, or antenna, as defined above; such an antenna is most often constructed and used inside an anechoic chamber to avoid parasitic disturbances; in practice, an anechoic chamber is a Faraday cage whose interior walls are not reflective, hence the absence of an echo; found in the publication of Messrs Carbonini and Tarducci Multiwire
Transmission Lines for EMC Measurements in Anechoic Chambers, Proceedings of the 2nd Int.l Conference on Electromagnetic in Aerospace Applications (ICEAA), pages 115-118,
Torino, Sept 1991, a presentation of known devices and how to use them; it is clear that one of the problems which arises is that of space since the test zone is located between the two parallel plates of the line which must be housed in the anechoic chamber whose dimensions and cost can easily be imagined when the device to be tested is a large transport aircraft.

La présente invention a pour but de proposer une antenne ou ligne à plaques parallèles, spécialement agencée pour que son démontage et son remontage soient sim ples, rapides, et donc peu coûteux en soi tout en libérant l'espace occupé pendant les tests pour permettre d'autres utilisations de la chambre anéchoique. The object of the present invention is to propose an antenna or line with parallel plates, specially arranged so that its disassembly and reassembly are simple, quick, and therefore inexpensive in itself while freeing up the space occupied during the tests to allow other uses of the anechoic chamber.

Selon la présente invention une antenne, ou ligne à plaques parallèles, du type précédemment défini est particulièrement remarquable en ce que - les connexions d'entrée sont toutes effectuées au moyen
d'un unique connecteur d'entrée lequel est fixé de ma
nière amovible sur le support isolant l'entrée, - les connexions de sortie sont toutes effectuées au moyen
d'un unique connecteur de sortie lequel est fixé de ma
nière amovible sur le support isolant de sortie, - et en ce que la position parallèle entre eux des fils du
septum est déterminée par un cadre rectangulaire isolant
lui-même étant monté de manière amovible parallèle au
sol, de sorte que toute la nappe des fils du septum est ainsi globalement amovible, et donc démontable, en restant solidaire des connecteurs d'entrée et de sortie.According to the present invention an antenna, or line with parallel plates, of the type defined above is particularly remarkable in that - the input connections are all made by means
a single input connector which is fixed by my
removable on the input insulating support, - the output connections are all made by means
a single output connector which is fixed in my
removable on the insulating outlet support, - and in that the parallel position between them of the wires of the
septum is determined by a rectangular insulating frame
itself being removably mounted parallel to the
ground, so that the whole ply of the septum wires is thus globally removable, and therefore removable, while remaining integral with the input and output connectors.

Ainsi grâce à cet agencement du septum et de ses connections, l'ensemble est facilement démontable et remontable d'où un gain de temps appréciable pour récupérer l'espace occupé dans la chambre anéchoique. Thus thanks to this arrangement of the septum and its connections, the assembly is easily removable and reassemblable, hence an appreciable time saving to recover the space occupied in the anechoic chamber.

Préférentiellement, les supports isolants d'entrée et de sortie sont fixés au sol, le cadre rectangulaire isolant étant suspendu à des haubans dont la mise sous tension entraîne la mise sous tension des fils du septum. Ce système de suspension par des haubans est assez similaire au dispositif des sèche-linge intérieurs que l'on fait descendre et monter au plafond, mais ici il a aussi pour but de tendre les fils du septum qui ont été fixés avec la longueur adéquate sur les connecteurs d'entrée et de sortie ; compte tenu de la dispersion dans la tension des fils du septum qui peut résulter des écarts de température ou des phénomènes de fatigue etc, il est prévu que chaque fil est muni d'un tendeur pour compenser ces dispersions. Preferably, the insulating input and output supports are fixed to the ground, the rectangular insulating frame being suspended from guy wires, the tensioning of which results in the tensioning of the wires of the septum. This suspension system by guy lines is quite similar to the device for interior dryers that are lowered and mounted on the ceiling, but here it also aims to tighten the septum wires which have been fixed with the appropriate length on input and output connectors; taking into account the dispersion in the tension of the septum wires which may result from temperature differences or fatigue phenomena, etc., it is expected that each wire is provided with a tensioner to compensate for these dispersions.

Selon un mode de réalisation préféré, les quatre côtés du cadre isolant haubané sont fixés aux quatre angles les uns des autres de manière amovible, de sorte que seuls les deux côtés qui sont perpendiculaires aux fils du septum restent solidaires du septum lors du démontage. Ainsi le cadre lui-même étant démontable il devient possible, par exemple, d'enrouler les éléments démontés qui restent solidaires entre eux autour d'un rouleau pour en faciliter le rangement ; pour mémoire les éléments solidaires entre eux sont le connecteur d'entrée, les fils du septum, les deux côtés du cadre, et le connecteur de sortie. Le démontage et le rangement des autres éléments de la ligne à plaques parallèles conforme à l'invention ne présentent pas de difficulté majeure puisqu'il s'agit seulement du support isolant d'entrée, du support isolant de sortie, et des deux autres côtés du cadre. According to a preferred embodiment, the four sides of the guyed insulating frame are fixed at the four angles from each other in a removable manner, so that only the two sides which are perpendicular to the wires of the septum remain integral with the septum during disassembly. Thus the frame itself being removable it becomes possible, for example, to wind the disassembled elements which remain integral with each other around a roller to facilitate storage; as a reminder, the elements integral with each other are the input connector, the septum wires, the two sides of the frame, and the output connector. Disassembly and storage of the other elements of the parallel plate line according to the invention does not present any major difficulty since it is only the input insulating support, the insulating output support, and on the other two sides of the frame.

La présente invention sera bien comprise au vu de la description non limitative d'un mode de réalisation préféré illustré par les dessins ci-joints - la figure 1 est une vue en perspective d'une ligne à pla
ques parallèles conforme à l'invention, - la figure 2 est une vue en coupe longitudinale de la li
gne de la figure 1, - la figure 3 est une vue en coupe d'un tendeur spéciale
ment adapté pour les fils du septum.The present invention will be understood from the non-limiting description of a preferred embodiment illustrated by the accompanying drawings - Figure 1 is a perspective view of a line through
ques parallels according to the invention, - Figure 2 is a longitudinal sectional view of the li
FIG. 1, FIG. 3 is a sectional view of a special tensioner
suitable for the septum wires.

Sur les trois figures, les mêmes éléments sont repérés avec les mêmes références numériques. In the three figures, the same elements are identified with the same reference numerals.

Sur la figure 1 est représentée en perspective, et de manière relativement succincte, une ligne à plaques parallèles conforme à l'invention, permettant de situer le support isolant d'entrée 10, le connecteur d'entrée 20, le cadre rectangulaire isolant 30, 40, 41, 60, la nappe 50 des fils du septum, le connecteur de sortie 70 et le sup port isolant de sortie 80. Le cadre rectangulaire 30, 40, 41, 60 est suspendu à des haubans 35, 36, 37, 38, cette suspension étant similaire à celle d'un sèche-linge d'intérieur, et lorsque les haubans sont mis sous tension en soulevant le cadre rectangulaire isolant, les fils du septum sont également mis sous tension ; l'ensemble ligne à plaques parallèles avec ses haubans est ici logé dans une cage de Faraday 100, qui peut être aussi simultanément une chambre anéchoique bien que ceci ne soit pas une obligation, toutefois il est indispensable que le plan qui se situe au niveau du sol à l'aplomb de la nappe des fils du septum 50 soit un plan de masse pour ainsi délimiter une zone de test 150 de forme générale parallélépipédique cette zone de test 150 est bien sûr la zone dans laquelle doit être placé le dispositif ou appareil à tester en le soumettant à des champs électromagnétiques engendrés entre le septum et le plan de masse du sol ; au vu de cette figure 1, on imagine facilement la dimension de la chambre anéchoique 100 lorsque la zone de test 150 doit pouvoir contenir un modem, une voiture, un hélicoptère ou un avion gros porteur. In FIG. 1 is shown in perspective, and in a relatively succinct manner, a line with parallel plates according to the invention, making it possible to locate the insulating input support 10, the input connector 20, the insulating rectangular frame 30, 40, 41, 60, the sheet 50 of the septum wires, the outlet connector 70 and the insulating outlet outlet port 80. The rectangular frame 30, 40, 41, 60 is suspended from guy wires 35, 36, 37, 38 , this suspension being similar to that of an indoor dryer, and when the shrouds are tensioned by lifting the rectangular insulating frame, the wires of the septum are also tensioned; the whole parallel plate line with its shrouds is here housed in a Faraday 100 cage, which can also be simultaneously an anechoic chamber although this is not an obligation, however it is essential that the plane which is located at the level of the ground plumb with the ply of the wires of the septum 50, ie a ground plane to thus delimit a test zone 150 of generally parallelepipedal shape this test zone 150 is of course the zone in which the device or apparatus to be placed test by subjecting it to electromagnetic fields generated between the septum and the ground plane of the ground; given this figure 1, it is easy to imagine the size of the anechoic chamber 100 when the test area 150 must be able to contain a modem, a car, a helicopter or a wide-body aircraft.

Sur la figure 2, on voit en coupe avec plus de détail la constitution de la ligne à plaques parallèles conforme à l'invention pour laquelle un seul fil du septum est visible, les autres étant similaires. Sur cette coupe longitudinale de la figure 1, on voit le support isolant d'entrée 10, le connecteur d'entrée 20, un fil du septum 51, le connecteur de sortie 70, le support isolant 80, et la résistance de charge 90 qui est connectée à la masse 99 ; en entrée, est succinctement représenté un générateur électrique 1, destiné à fournir, de manière connue, les signaux électriques souhaités pour tester les matériels qui auront été placés dans la zone de test 150 ; sur cette figure 2, on voit bien les deux côtés 30, 60 du cadre haubané qui sont perpendiculaires au fil 51 du septum et qui res tent solidaires du septum lors du démontage ; on voit aussi les deux autres côtés 40, 41 qui sont fixés de manière amovible connue sur les deux côtés 30, 60 ; le fil 51 traverse les côtés 30, 60 de manière coulissante dans les passages 31, 61 pour aboutir respectivement dans les embouts 27, 72 fixés au connecteur d'entrée 20 et au connecteur de sortie 70 ; les embouts 27, 72, peuvent être similaires, par exemple des oeillets fixés par vis sur les connecteurs et sertis sur le fil du septum ; ces embouts sont par exemple des pièces classiques d'accastillage couramment utilisées sur les bateaux. Les supports isolants d'entrée 10 et de sortie 80 sont fixés solidement au sol, éventuellement de manière amovible, de sorte que lorsque le cadre avec notamment ses côtés 30, 60, est tiré vers le haut par les haubans chaque fil 51 du septum se trouve automatiquement tendu ; en pratique, compte tenu du grand nombre de fils du septum, jusqu'à vingt et plus, on ne peut pas être tout à fait certain que chaque fil sera vraiment tendu et il est préférable de prévoir un dispositif de mise sous tension tel que celui représenté sur la figure 3. In Figure 2, we can see in section in more detail the constitution of the line with parallel plates according to the invention for which a single septum wire is visible, the others being similar. In this longitudinal section of FIG. 1, we see the input insulating support 10, the input connector 20, a wire from the septum 51, the output connector 70, the insulating support 80, and the load resistor 90 which is connected to ground 99; at the input, there is briefly shown an electric generator 1, intended to supply, in a known manner, the desired electrical signals for testing the materials which will have been placed in the test zone 150; in this figure 2, we can clearly see the two sides 30, 60 of the guyed frame which are perpendicular to the wire 51 of the septum and which remain secured to the septum during disassembly; we also see the other two sides 40, 41 which are fixed in a known removable manner on the two sides 30, 60; the wire 51 crosses the sides 30, 60 in a sliding manner in the passages 31, 61 to end respectively in the end pieces 27, 72 fixed to the input connector 20 and to the output connector 70; the ends 27, 72, can be similar, for example eyelets fixed by screws on the connectors and crimped on the septum wire; these tips are for example conventional fittings commonly used on boats. The insulating input 10 and output 80 supports are firmly fixed to the ground, possibly detachably, so that when the frame with in particular its sides 30, 60, is pulled upwards by the shrouds each wire 51 of the septum is automatically finds tension; in practice, given the large number of septum wires, up to twenty and more, it cannot be entirely certain that each wire will be really tight and it is preferable to provide a tensioning device such as that shown in figure 3.

La figure 3 représente un tendeur 25 constitué essentiellement de deux chapes 21, 26 et d'un ressort de traction 24 ; à nouveau les deux chapes sont des pièces courantes d'accastillage, et elles sont serties sur le fil 51 à une distance telle que, le ressort 24 étant au repos, le fil 51 est légèrement flottant tel que représenté sur la figure 3 ; lors de la mise en place du septum en tirant sur la suspension des haubans, chaque ressort 24 sera plus ou moins étiré et chaque fil 51 du septum sera ainsi maintenu sous tension quelles que soient les dispersions inévitables et bien connues dans ce type de fabrication ; chaque tendeur 25 peut, par exemple, être disposé sur le fil 51 entre l'embout 27 et le passage 31 ; similairement, on peut envisager de limiter le coulissement de chaque fil dans les passages 31, 61, et pour ce faire on peut prévoir de part et d'autre du passage 31, 61 de disposer sur le fil 51 deux bagues d'arrêt, non représentées sur la figure 2, qui sont des simples bagues serties dans la position souhaitée. FIG. 3 represents a tensioner 25 essentially consisting of two yokes 21, 26 and a tension spring 24; again, the two yokes are common fittings, and they are crimped onto the wire 51 at a distance such that, the spring 24 being at rest, the wire 51 is slightly floating as shown in FIG. 3; during the establishment of the septum by pulling on the suspension of the shrouds, each spring 24 will be more or less stretched and each wire 51 of the septum will thus be kept under tension whatever the inevitable and well known dispersions in this type of manufacture; each tensioner 25 may, for example, be arranged on the wire 51 between the endpiece 27 and the passage 31; similarly, one can consider limiting the sliding of each wire in the passages 31, 61, and to do this one can provide on either side of the passage 31, 61 to have on the wire 51 two stop rings, not shown in Figure 2, which are simple rings crimped in the desired position.

Au vu de la description ci-dessus, il est clair que d'une part le connecteur d'entrée 20, d'autre part le connecteur de sortie 70, qui sont similaires à des barrettes de fixation comme on le voit bien sur la figure 1, sont facilement démontables de même que le cadre rectangulaire isolant après l'avoir posé sur le sol en descendant les haubans, et constituent un ensemble facilement démontable et remontable ; il est donc possible, sans coût excessif, de libérer l'espace intérieur de la chambre anéchoique afin de l'utiliser pour effectuer d'autres tests par exemple avec d'autres types d'antenne bien connus dans le métier.  In view of the above description, it is clear that on the one hand the input connector 20, on the other hand the output connector 70, which are similar to fixing bars as can be seen in the figure 1, are easily removable as well as the rectangular insulating frame after having placed it on the ground by lowering the shrouds, and constitute an assembly that can easily be dismantled and reassembled; it is therefore possible, without excessive cost, to free the interior space of the anechoic chamber in order to use it for carrying out other tests, for example with other types of antenna well known in the art.

Claims (6)

REVENDICATIONS 1) Antenne, ou ligne à plaques parallèles, essentiellement constituée d'un septum multifilaire (50) et d'un plan de masse tous deux parallèles au sol, comportant - un support isolant d'entrée (10) pour supporter les con 1) Antenna, or line with parallel plates, essentially consisting of a multi-wire septum (50) and a ground plane both parallel to the ground, comprising - an insulating input support (10) for supporting the con nexions d'entrée à travers lesquelles les fils (51) du input connections through which the wires (51) of the septum (50) sont connectables à un générateur (1), - un support isolant de sortie (80) pour supporter les con septum (50) are connectable to a generator (1), - an insulating outlet support (80) to support the con nexions de sortie et la charge résistive à travers les output connections and the resistive load across the quelles les fils du septum sont connectables à la terre, - les fils (51) du septum multifilaire étant parallèles en which the wires of the septum are connectable to the ground, - the wires (51) of the multi-wire septum being parallel in tre eux, caractérisée en ce que, - les connexions d'entrée sont toutes effectuées au moyen be them, characterized in that, - the input connections are all made by means d'un unique connecteur d'entrée (20) lequel est fixé de a single input connector (20) which is fixed manière amovible sur le support isolant l'entrée (10), - les connexions de sortie sont toutes effectuées au moyen removably on the input insulating support (10), - the output connections are all made using d'un unique connecteur de sortie (70) lequel est fixé de a single output connector (70) which is fixed manière amovible sur le support isolant de sortie, - et en ce que la position parallèle entre eux des fils du removably on the insulating outlet support, - and in that the parallel position between them of the wires of the septum est déterminée par un cadre rectangulaire isolant septum is determined by a rectangular insulating frame (30, 40, 41, 60) lui-même étant monté de manière amovible (30, 40, 41, 60) itself being removably mounted parallèle au sol, de sorte que toute la nappe (50) des fils du septum est ainsi globalement amovible, et donc démontable, en restant solidaire des connecteurs d'entrée (20) et de sortie (70). parallel to the ground, so that the whole ply (50) of the wires of the septum is thus generally removable, and therefore removable, while remaining integral with the input (20) and output (70) connectors. 2) Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les supports isolants d'entrée et de sortie sont fixés au sol, le cadre rectangulaire isolant étant suspendu à des haubans (35, 36, 37, 38) dont la mise sous tension entraîne la mise sous tension des fils du septum. 2) Antenna according to claim 1, characterized in that the insulating input and output supports are fixed to the ground, the rectangular insulating frame being suspended from guy lines (35, 36, 37, 38) whose tensioning causes the tensioning of the septum wires. 3) Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les quatre côtés (30, 40, 41, 60) du cadre isolant haubané sont fixés aux quatre angles les uns aux autres de manière amovible, de sorte que seuls les deux côtés (30, 60) qui sont perpendiculaires aux fils (51) du septum restent solidaires du septum lors du démontage. 3) Antenna according to claim 2, characterized in that the four sides (30, 40, 41, 60) of the guyed insulating frame are fixed at the four angles to each other in a removable manner, so that only the two sides (30 , 60) which are perpendicular to the wires (51) of the septum remain integral with the septum during disassembly. 4) Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que chacun des côtés (30, 60) solidaires du septum comporte des passages (31, 61) dans lesquels coulissent librement les fils (51), et en ce que chaque fil (51) comporte deux bagues d'arrêt disposées chacune à une certaine distance de part et d'autre du passage du fil de manière à limiter le coulissement de chaque fil dans ce passage. 4) Antenna according to claim 3, characterized in that each of the sides (30, 60) integral with the septum has passages (31, 61) in which the wires (51) slide freely, and in that each wire (51) comprises two stop rings each disposed at a certain distance on either side of the passage of the wire so as to limit the sliding of each wire in this passage. 5) Antenne selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisée en ce que - chaque fil est muni d'un tendeur (25) à disposer entre un 5) Antenna according to any one of claims 2 to 4, characterized in that - each wire is provided with a tensioner (25) to be placed between a connecteur et le cadre rectangulaire, - et en ce que le tendeur est constitué de deux chapes (21, connector and the rectangular frame, - and in that the tensioner consists of two yokes (21, 26) serties sur le fil (51) et d'un ressort de traction 26) crimped onto the wire (51) and a tension spring (24) agissant sur les deux chapes (21, 26).  (24) acting on the two yokes (21, 26).