BREVETS ORLING ET DRAUSERIUELM 2S

contact, logées entre deux électrodes dans un tube fermé (fig. i5i), dont l'air a été partiellement ou complètement enlevé. Ces billes offrent ordinairement au courant électrique une résistance notable qui décroit considérablement lorsqu'elles sont frappées par des ondes calorifiques, lumineuses ou électriques. Le réglage s'obtient en inclinant plus ou moins le tube, ce cjui est aisé comme le montre la figure i5i.

L'appareil représenté dans les figures i5i et iSa est fixé dans un joint universel, de manière à conserver son inclinaison sur Ihorizon. Les billes métalliques a, a sont placées dans un tube isolant h, h et viennent au contact des électrodes f, c\, reliées en d ei en d' au circuit comprenant la batterie B et l'électro-aimant R.

Perfectionnement au récepteur précédent, par Axel Orling et G. Georo; Bralnerhjelm. Brevet anolais

Fig. i53. — Dispositif perfectionné du récepteur Orling et Braunerhjelm.

n" 1867, ^^^ ^^ janvier 1899, 'accepté le 23 décembre 1899. — Comme le montre la figure i53 par la rotation de l'arbre q qui commande l'aimant permanent M, on peut agir sur la pièce de fer A qui permet de presser

TuRPAiN. Ondes électriques. i^

2j8 radio-conducteurs ou coiieruurs

les billes métalliques a, a^. L'électrode k., peut même amener les sphères a^ à chevaucher sur les sphères «. Le tube 0 est fermé et vide d'air. Deux liges métalliques Ap Aj le traversent et communiquent avec les électrodes. Elles permettent d'intercaler le récepteur dans le circuit k M B A- .

Appareil de réception pour transformer les ondes hertziennes en signaux perceptibles, par Johann Christian ScHAiFEn, Edouard Rexz et Paul Lippold. Brevet

Yig. 1.54. — Récepteur Schaffer.

anglais, n'^ 6002, du 20 mars 1899, accepté le 20 avril 1900.' — Le récepteur utilise le (ait suivant : lorsqu'un métal en forme de plaque, de fragments ou de (ils superposés est introduit dans un circuit électrique, il possède une certaine résistance qui est susceptible de changer si la plaque de métal est mouillée. (').

Sous l'influence des ondes électriques qui la frappent, cette plaque reprend sa résistance primitive. Par suite de cette variation de résistance la transcription des signaux produits par les ondes électriques peut être aisément efiectuée au moven d'un relais.

Voir A/ilicohéreiirs, p. '5 1 .

BREVET SCIIAFEER

Les figures i54 et i55 représentent les deux modèles de récepteurs. Dans la figure i54 des pièces de métal q, r, s, /, sont disposées côte à côte de part et d'autre de deux supports isolants, à l'intérieur d'une boite c qui suppoi-te deux bornes k et r servant à introduire l'appareil dans le

Fig. if),ï. — Récepteur Schaffer. Second dispositif.

circuit électrique. Les pièces métalliques sont situées à une petite distance les unes des autres et le mouillage continu de ces pièces est produit soit par des gouttelettes, soit par une admission de vapeur, soit encore plus aisément au moven de mèches ou de corps poreux humides.

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Fig. 1 K). — Système Schaffer. Disposition du circuit de réception.

La figure i55 montre une disposition relative des pièces ff, /•, s, l un peu difFérente.

La figure i56 représente le schéma du circuit de réception : h figure l'antenne, m le récepteur et i le relais.

Perfectionnements aux appareils pour recevoir les ondes hertziennes, par Duciiktet. Brevet anglais, n^'pjc)! ,

RADIO-COyDUCTEURS OU COI/EIiEURS

du Q mai 1899, accepté le r octobre 1899. — Ces pertectionnenients des cohéreurs ont pour but de les rendre plus sensibles et plus commodes.

Le tube T (fig. i5y) qui renferme le cohéreur est en

Fig. 1,5-. — Cohéreur Ducrelct.

verre, en ivoire, en stéatite ou en une autre substance isolante.

Pour régler facilement la pression de la limaille une

Fig. i58. — Cohéreur Duoretet à trois électrodes.

vis de pression V permet de déplacer l'électrode P' et de la rapprocher ou de l'éloigner de P"'. On peut constituer

-iQ- m

Fig. i.'>9. — Dispositif utilisant un cohéreur à deux électrodes.

Fig. 160. — Dispositif utilisant un cohéreur à trois électrodes.

le cohéreur à l'aide de trois électrodes P', P", P'" (fig. i58) au lieu de deux. La limaille se trouve alors en L et en L'.

BREVET DUCRETET 261

Il faut alors mettre l'électrode médiane P" en communication avec le circuit. A cet effet, une vis E" traverse la paroi du tube et assure le contact avec P".

La disposition du cohéreur dans le circuit est représentée par les schémas des figures 109, 160, 161 et

La figure lag représente les connexions relatives à un cohéreur h deux électrodes : R est le relais, P la pile, B/' le cohéreur. La mise en communication avec la terre a lieu par l'intermédiaire d'un condensateur Cq.

La figure 160 représente le même dispositif utilisant un cohéreur ti trois électrodes.

Dans la figure 161 , les ondes reçues par l'antenne c traversent le primaire d'un transformateur I et sont dirigées

Fjg. 161. — Dispositif avec cohéreur à deux électrodes et transformateur.

vers la terre par l'intermédiaire d'un condensateur C,,. Le secondaire de la bobine est mis en communication avec le cohéreur B/', par l'intermédiaire d'un condensateur CV, le cohéreur fait partie d'un circuit comprenant un relais R et une pile P : ce circuit est mis en communication avec la terre par l'intermédiaire du condensateur Co-

26j radio-co.xdlctecrs or cohéreurs

Le même dispositif est représenté (fig. 162). Le cohéreur, au lieu d'être h deux électrodes, est à trois électrodes.

Les limailles qui sont utilisées pour la fabrication des

Fig. iCyi. — Dispo>;ilii' avec cohéreiir ;i trois électrodes et transi'oi'inateur.

cohéreurs sont des limailles d'acier mélangées avec des limailles darn-ent ou de rhodium.

Perfectionnements aux cohéreurs. par A. -S. Popofk. Brevet anglais n" 2J9J, du 12 février 1900. Accepté le j avril 1900. — Le récepteur employé en télégraphie sans fil est basé sur la découverte du cohéreur ou tube radioconducteur de Branlv. Cet appareil offre ordinairement une grande résistance au passage du courant électrique, résistance qui disparait sous l'inlluence des ondes électriques.

Le changement de résistance se produit instantanément et continue apri's le passage des ondes électriques. Dans le but d'arrêter la conductibilité de la limaille aussi promptement que possible, le tube est frappé ou

BREVET POPOFF -263

remué. De nombreux dispositifs automatiques ont été imaoinés dans ce but.

Le nouveau cohéreur ne demande pas qu'on restitue a la limaille sa résistance primitive. Ce résultat assez important est atteint en formant le tube d'une chaîne conductrice formée de charbon et de métal qui constitue un contact niicroplionique. Alors les changements de résistance sont plus considérables et plus constants.

A la première iniluence des ondes la résistance du radio-conducteur décroît, elle se maintient ensuite à une certaine valeur durant tout le temps de l'influence de l'onde électrique. La résistance varie sans qu'il soit nécessaire de choquer le tube.

Ces variations de résistance sont aisément perçues dans le téléphone.

L'arrangement du récepteur est représenté dans les figures ci-jointes. Un circuit comprend le tube h limaille, un ou plusieurs éléments de pile, un ou plusieurs téléphones avec lesquels l'opérateur écoute les sons particuliers qui correspondent à chaque décharge de la station qui transmet. On obtient alors à la station de réception une réception en signaux ^lorse.

L'emploi du téléphone associé au résonateur de Hertz il intervalle micrométrique a bien été réalisé par j\L Turpain, mais rarrangement convient seulement pour les expériences classicjues à petite distance. Cet arrangement peut être associé avec le tube cohéreur constitué par des grains d'acier à contacts libres et réalisant des distances plus faibles que celles que présente le résonateur de Hertz.

On peut, avec ce radio-conducteur, transmettre des messages sans fil à toute distance.

Le meilleur métal à employer est l'acier marchand en forme de perles polies qui sont brovées et produisent les grains utilisés dans le radio-conducteur.

264 RADIO-COyDUCTEURS OU COIIÉREURS

Pour éviter des secousses au cohéreurpendaut la transmission, le tube est supporté par du caoutchouc assez mou.

Le son de l'appareil téléphonique peut être perçu a une certaine distance de l'oreille. L emploi de deux téléphones débarrasse l'opérateur des bruits extérieurs.

On peut encore ajouter un relais microtéléphonique pour l'appel et pour l'enregistrement des messages.

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Cohéreur Popoft".

Le radio-conducteur est représenté figure i63. Dans un petit tube de verre ou d'autre substance isolante sont placées deux petites bandes de platine îi proximité Tune de l'autre. Dans l'intérieur du tube se trouvent les grains

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Fig. 164. — Dispositif avec cohéreur Popoff.

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Fig. i65. — Dispositif avec cohéreur Popoff et transformateur.

d'acier produits par le broiement. La grosseur des grains dépend de la distance entre les deux bandes. L'état d'oxydation de la surface des grains de métal assure à

BRE \ E T UER VL\ 265

l'appareil une sensibilité parfaite. Ce radio-conducteur convient parfaitement à la réception téléphonique des ondes électro-magnétiques.

Pour faciliter la distribution uniforme des grains de métal, le tube peut être divisé, au moyen de séparations formées d'une matière isolante, en petites loges.

La figure 164 représente le plus simple des dispositifs de réception. La figure i65 montre le même dispositif augmenté d'un transformateur T/\ I et I' sont les primaire et secondaire tels qu'on les emploie dans les appareils microtéléphoniques. Ce dispositif accroît l'intensité de son aperçu dans les téléphones, mais il n est pas indispensable.

Perfectionnement aux cohéreurs électriques, par Deuvix. Brevet anglais n" 6684, du 10 avril 1900, accepté le 12 mai 1900. — Ce brevet apporte des perfectionnements de détails aux cohéreurs de Branly.

Le perfectionnement porte exclusivement sur la nature de la substance formant limaille. On emploie l'or, l'argent, le platine et les alliages de ces métaux ; on les produit h l'état de précipités obtenus par des procédés physiques ou chimiques.

L'auteur emploie également les métaux cristallisés à l'état natif.

II. — EXCITATEURS. ANTENNES Explications phoposées du rôle de l'axtenne

EN TÉlÉGHAPHIE SANS FIL.

Plusieurs explications du rôle de l'antenne en télégraphie sans fil ont été proposées; les unes font intervenir la conductibilité du sol ou des couches atmosphériques, d'autres sont basées sur la considération des lignes de lorce.

266 EXCITATEURS. AXTESSES

Nous allons tout d'abord résumer les faits d'observation relatifs aux antennes et indiquer les conditions qui influent sur la portée des ondes. Nous passerons ensuite rapidement en revue les diverses explications du rôle des antennes qui ont été proposées et nous indiquerons comment elles rendent compte des faits observés.

Observations relatives aux antennes. — Xécessité de l'antenne. — La nécessité de lantenne, tant dans le dispositif de transmission que dans celui de réception, est un des faits lés plus constants d observation. Il est pratiquement impossible de réaliser, à une distance notable, des transmissions par les procédés de la télégraphie hertzienne sans fil, si Ion n"a pas disposé aux deux postes transmetteur et récepteur des antennes plus ou moins longues. L entretien d un excitateur d ondes électriques non muni d antenne est insuOisant, quelque puissant qu il soit, pour influencer un radio-conducteur disposé à une orrande distance. De même, un radiateur ne sera sensible aux ondes émises par un excitateur éloigné, qu autant (ju il sera réuni à une antenne réceptrice,

Lon^iteiij- de l anlenne. — La portée des ondes semble d'autant plus grande que lantenne est plus longue. On a indiqué, à ce sujet, sous le nom de loi des antennes des relations, dailleurs empiriques, (|ui manquent de généralité.

Lois des antennes de M. Marconi. — M. Marconi a indiqué que. toutes choses égales dailleurs. la portée maximum est atteinte si la hauteur /t, de lantenne de transmission est égale à la hauteur //^ de celle de réception.

ht = !>,.= H.

La portée des ondes est proportionnelle au carré de la hauteur commune H des antennes.

OBSEfiVATIOyS RELATIVES AUX A.\TE.\.\ES 267

Cette formule est applicable jusqu'à 4o l^^ni, en prenant A- =^ 44>44- -^ partir de /\o km, les hauteurs ainsi déterminées sont trop faibles. L'interposition d'obstacles réduirait d'environ un tiers la distance calculée par cette formule.

Lois des antennes de M. Blondel. — Cette dernière relation est approximativement vérifiée par des expériences de M. Blondel. dont voici quelques résultats : pour communiquer à 3 km. il a lallu des antennes de 12 m; 18 m d'antennes ont permis, de franchir 9 5oo km et ^4 ni ont été nécessaires pour atteindre i3 5oo km. Si l'on donne an coellicient k la valeur 24,5, la formule précédente résume ces mesures.

Ouant à l'éofalité de hauteur des deux antennes, elle ninilue que très peu sur la portée des ondes. Il suffit que la somme des hauteurs des antennes de transmission et de réception reste constante : la hauteur de chaque antenne peut varier sans que la portée des ondes soit diminuée, pourvu que cette hauteur reste supérieure a une limite A qui, dans les expériences de ^L Blondel, est de 5 à 10 m.

Les formules

résument donc les observations de ^L Blondel.

Direction de l'antenne. — Dans la plupart des dispositifs de télégraphie sans fil, on dispose lantenne verticalement et il semble que ce soit là une condition nécessaire de bon fonctionnement et de longue portée. Il faut cependant signaler l'observation de M. Tissot (^), d'après laquelle il n'est pas indispensable de disposer les antennes verticalement : il suHit quelles soient dans un

(') Tissot. {Sovivlc framaisc de Physique, 17 mars iSyy.)

268 EXCITATEURS. ANTEXyES

plan perpendiculaire à la direction de propagation. Plus récemment, M. Tissot a constaté que linclinaison de Tantenne sur la verticale n'a pas dinflucnce marquée sur la portée des ondes, tant que cette inclinaison ne dépasse pas 40°. Il en est de même du plan vertical qui contient l'antenne ; il peut être incliné de 4o° sur la direction de propagation des ondes sans que la portée de ces dernières en soit diminuée. Toutefois, lorsque l'inclinaison des antennes sur la verticale est notable, il est préférable qu'elles soient parallèles et que les plans verticaux qui les contiennent soient normaux à la direction de propagation.

Communication de lantenne avec la terre. — La mise en relation des antennes avec la terre augmente dans de très grandes proportions la portée des signaux. C'est lii un fait généralement observé. Il est indispensable que la communication avec le sol soit établie avec beaucoup de soin. D'après ]\I. Tissot, le fil de terre doit être très peu résistant et doit présenter une selt-induction négligeable.— Au cours de certaines expériences de ]M. Tissot, le poste transmetteur étant disposé sur un rocher, on dut, pour assurer une bonne transmission, relier l'antenne a la mer par un fil conducteur. On obviait ainsi au défaut de conductibilité du sol.

Il V a lieu, à ce propos, de rappeler les expériences de télégraphie sans fil réalisées par MM. Lecarme entre le sol et un ballon muni d'une antenne de réception. Dans ces expériences, l'antenne réceptrice ne pouvait être reliée au sol. Il est vrai que les signaux cessèrent d'être perçus lorsque la distance excéda 8 km, alors que dans les expériences de M. Tissot, la portée des ondes dépassait parfois 80 km. Il faudrait vérifier si cette mise en communication de l'antenne avec le sol est aussi nécessaire, ou tout au moins aussi utile, pour l'antenne de réception que pour 1 antenne de transmission. Il eût été

OBSERVATIONS RELATIVES AUX AXTE-X-XES 269

également intéressant d'être renseigné sur la portée qu'auraient atteintes des ondes émises par l'antenne du ballon et de savoir si cette portée eut été la même que celle (8 kmi observée pour les ondes reçues par le ballon.

Isolement des antennes. — Il est utile que Tantenne de transmission soit très soigneusement isolée de ses supports et tendue le plus loin possible du mât qui permet de la dresser verticalement (expériences de ]M. Marconi). Il est même bon d'entourer l'antenne d'un revêtement isolant, d'un guipage de caoutchouc, par exemple. Les mêmes précautions ne sont pas applicables à une antenne qui ne doit servir que pour la réception des ondes. C'est ainsi que M. Tissot a pu, dès le mois de mai 1900 utiliser le conducteurd'un paratonnerre comme antenne de réception.

Nature, forme et capacité de Vantenne. — La nature et la forme de l'antenne influent très peu sur la portée des ondes émises. Que l'antenne soit constituée par un fil de faible diamètre (fil nu de i mm, fils couverts de o,4 à 0,09 mm), par un fil de fort diamètre, voire même par une bande de clinquant ou par un treillis métallique, la portée des ondes n'en est pas augmentée, d'après M. Blondel. Il en est de même pour la capacité. On munit souvent l'extrémité libre des antennes de plaques ou de sphères. Ces capacités ne semblent avoir aucune influence sur la portée des ondes. M. Blondel a observé, a ce propos, qu'en remplaçant l'antenne par deux disques horizontaux dont l'un était placé sur le sol et qui constituaient une capacité notable, on obtenait de très médiocres résultats.

Toutefois, pour les transmissions à longue distance, il est préférable, d'après M. Tissot, de réduire la self-induction de l'antenne et d'en augmenter la capacité.

En résumé, les seuls éléments importants relativement à la portée qu'une antenne donne aux ondes qu'elle émet

270 EXCITATEURS. A.XTEAWES

consistent dans une grande liaiiteur, une divertion verticale ou tont au moins normale à la droite qui joint les deux postes, et enfin dans la mise en communication avec la terre.

Diverses explications du rôle de l'antenne. — Première e.vplication. — On a tout d'abord cru pouvoir expliquer le rôle des antennes en snpposant que la transmission s'effectuait par ondes libres au sein de lair d'une antenne h l'autre.

On n'explique pas ainsi la nécessité des antennes et l'impossibilité qu'il y a i\ les remplacer par un oscillateur, quelcjue puissance qu'on lui donne et quelque grande que soit la capacité du condensateur qui le constitue.

Explication basée sur la conduction du sol. — Tenant compte de la grande portée que donne aux ondes la mise en commnnication de lantenne de réception avec la terre, on a pensé que les ondes étaient concentrées par la snrface même du sol jouant le rôle de conducteur, et qu'elles se propageaient de l'un à l'autre poste par son intermédiaire.

Certaines expériences de M. Voisenat, de M. Tissot, semblent confirmer cette manière de voir. On rapporte ainsi au fait de la meilleure conductibilité de l'eau de mer le succès des expériences de télégraphie sans fil entre postes établis sur les côtes.

jM. Villot 0 a pensé même qu'en choisissant convenablement les prises de terre des antennes, on pouvait augmenter notablement la portée des ondes. 11 propose à cet effet d'établir les postes transmetteur et récepteur de telle sorte que la terre de chacun d'eux soit empruntée à une même couche géologique.

Si 1 on fait jouer un rôle prépondérant ii la comnuini-

f) Villot. Congrès international d'électricité. [Éclairage Etecirique, 29 septembre 1900).

DIVERSES EXPUCATIOSS DU ROLE DE VAXrEXyE 27 i

cation des antennes avec la terre et à la conductibilité du sol, on ne comprend pas la nécessité de la hauteur et de la verticalité des antennes. Il semble que leur suppression et leur remplacement par une capacité ne doivent pas diminuer la portée des ondes. Or, on constate, au contraire, que si la portée est de beaucoup augmentée par la mise en communication de Tantenne avec la terre, elle se trouve considérablement réduite dès qu'on diminue ou qu'on supprime Tantenne. L'utilité d'une longue antenne demeure donc bien démontrée.

Explication basée sut- la conductibilité de Vair. — JNI. Blochmann (' ) fait jouer aux surfaces équipotentielles de l'atmosphère le rôle prépondérant dans la propagation des ondes dune antenne à l'autre. Au lieu de considérer, à l'instar de M. A'illot, les couches géologicjues du sol, il croit pouvoir expliquer le phénomène en faisant jouer un rôle analogue aux couches atmosphériques. — On comprend alors très bien la nécessité de l'antenne, mais on explique mal l'importance de la mise en communication de l'antenne avec le sol.

Il en est de même de l'explication de !M. Délia Riccia qui rapporte les facilités de communications entre postes situés sur les côtes à une réflexion des ondes hertziennes à la surface de l'eau, réflexion rendue plus elficace par une polarisation préalable des ondes produite par l'antenne verticale.

On pourrait peut-être associer les explications basées sur la conductibilité du sol et sur celle de l'air et supposer que la concentration des ondes se lait de l'un des postes à l'autre à la fois par les couches géologiques et par les surfaces équipotentielles atmosphériques. On expliquerait ainsi la nécessité, pour une longue portée

(') Rudolf Blochmann. Une nouvelle tliéorie de la télégraphie dite sans fil. [Revue générale des sciences, 12' année n» 3, i:> février 1901.)