CA1257692A - Dispositif d'orientation d'une antenne permettant de realiser un balayage selon deux directions orthogonales - Google Patents

Dispositif d'orientation d'une antenne permettant de realiser un balayage selon deux directions orthogonales

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CA1257692A
CA1257692A CA000526953A CA526953A CA1257692A CA 1257692 A CA1257692 A CA 1257692A CA 000526953 A CA000526953 A CA 000526953A CA 526953 A CA526953 A CA 526953A CA 1257692 A CA1257692 A CA 1257692A
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CA
Canada
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mirror
mirrors
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reflector
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Application number
CA000526953A
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English (en)
Inventor
Regis Lenormand
Marc Capdepuy
Daniel Renaud
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Alcatel Espace Industries SA
Original Assignee
Alcatel Espace Industries SA
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/12Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

Dispositif d'orientation d'une antenne permettant de réaliser un balayage selon deux directions orthogonales comprenant une source fixe, émettant un faisceau radioélectrique, associée à deux réflecteurs principal et secondaire en offset. Le dispositif comprend un ensemble d'au moins trois miroirs dont le premier est aligné avec le réflecteur secondaire et dont le deuxième et le troisième miroirs sont solidaires de deux mécanismes d'entraînement en rotation suivant deux axes de directions orthogonales. Les réflecteurs principal et secondaire, le premier et le second miroirs sont mécaniquement solidaires entre eux pour former un ensemble mobile. Le second mécanisme entraîne à la fois le miroir et cet ensemble mobile.

Description

6g~

Di it f d'orientation d'une antenne ermettant de réaliser un _ _ _ _ __ p .. _ ....
balaya~e selon_ eux directions orthogonales La présente invention qQ rapporte à un dispo~itif d'oriantation .:. d'une antenne permettant de realiser un balaya~e selon deux direction3 : 5 orthogonales.
Pour réaliser ce type de balayage on peut utlliser un système d'entraînement, par exemple cardan selon deux axes X-Y, qui oriente l'ensemble d'une aatenne. Mais la source, et éventuellement les équipements radioélectriques, doivent alors être.entraînés ce qui provo-que une aug~entation de la masse et l~apparition de problème de liaisons électrique~ avec le support.
On peut également utiliqer un tel système pour entra;ner uniquement le ré~`lecteur placé en off~et~ la souroe restant fixe. Mais le mouvement du réf'lecteur par rapport à la source entraine alc)rs une défo-cal$sation qui paut avoir une incidence sur la lo~ de phase du rayonnement lorsque le débattement est important ~t lorsclue l'on travallle à des rrcquenQes eleveea par exemple supér-1eures à 20 GHz.
Pour pallier oe~ inconvénients l'inventlon a pOUI` objet un dispo-sitif délivrant un Paisceau orientable suivant deux axes orthogonaux et permettant un balayage X^Y.
La présente invention présente à cet ef~et un dispositif d'orien-tation d'uns antenne permettant de réaIiser un balayage selon deux directions orthogonales comprenant une source fixe, émettant un fai3ceau radioélectrique, associé2 à deux refle¢teurs principal et secondaire en off~et, caractérisé en ce qu'il comprend un ensemble d'au moins trois miroirs dont le premisr eqt aligné avec le réflecteur seconclaire et dont le deuxième et le troi3ième sont 301idaires de deux mécanismes d'entraînement en rotation suivant deux axes de directions orthogonales, la direction de l~axe moyen du faisceau entre ces deux derniers miroirs étant celle du faisceau rayonné par le réflecteur - principal, l'axe de rotation du premier mécanisme étant colinéaire avec l'axe moyen du faisceau entre le premier et le second miroir, l'axe de rotation du deuxième mécani~me étant colinéaire avec l'axe moyen du ~aisceau issu de la source et qui arrive sur le troisième miroir, et en - 35 ce que le~ réflecteurs principal, et secondaire, le premier et le .
. ~
. ~
.:

~ ~7~3'~:
- 2 -` `' second miroirs sont mécaniquement ~olidaires entre euc pour former un . ensemble mobile et en ce que le second mécanisme entraine à la fois le troisième miroir et cet ensemble mobile.
Cet~e invention pré~ente l'avantage d'utiliser deux réflecteur~ en o~set oe qui évite les zone~ d'ombre pour le rayonnement émis par le ~ réflecteur principal, et rend l'ensemble du dispositi~ particulièrement ; compact.
Elle permet en outre d'obtenir une orientation du faisceau rayonné
par l'antenne sans avoir recours à une défocalisation de source ou à un déplacement du réflecteur entra;nant des aberrations sur le rayonnement.
Le~ caractaristiques et avantages de l'invention reasortiront d'ailleurs de la desaription qui va suivret à titre d'exemlple préféren-tiel, en ré~érence aux dessins anne2és sur le~quels :
- la figure t illuctre une repré~entation schématique partielle du di3-positlP selon l'invantion, - la figure 2 illu3tre une représentation schématique en perspective du dispositif selon l'invention.
Le di~positif de l'invention est composé de :
- un axe ~ de direction parallèle à OX qui supporte la partie 3upérieure de l'antenne, - un axe Q' de direction parallèle à OY qui 3upporte la partie centrale de l'antenne et l'axe ~ , - une partie fixe 301idaire de la source.
Le dispo~itif de l'invention comprend dono un premier ensemble mobile autour de l'axe ~ qui comporte :
- un réflecteur principal 10 en offset c'est-à-dire décale par rapport au 30mmet de la parabole qu'il constitue, et dont le centre se trouve sur une droite de direction OZ perpendiculaire aux deux axes ~ et ~ ', . . .
- un réflecteur secondaire, ou 3ubréflecteur, 11 en offset, - ~ventuellement une lentille 12 pour focaliser le faisceau radioélec-trique 21, - un premier miroir 14 qui oriente le faisceau 21, - un s~cond miroir 15 qui permet d'avoir deux axes orthogonaux.
Cet ensemble se monte sur l'axe d'un mécanisme 16 qui peut ~' ''' .
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.~57~i92 .- 3 -.. .

développer un couple moteur suffisamment important pour entralner la charge et qui a une préci3ion de pointage importante compte teru de la largeur du faisceau.
Le diapositif comprend un second ensemble qui comporte :
5 - UD troisième miroir 17 centré sur l'axe ~
- la partie mobile d'un mécanisme 18 solidaire de ce miroir 17.
Le méoanisme 18 d'entrainement autour de l'axe ~' peut être iden-tique au méoanisme d'entra;nement 16 autour de l'axe ~ Les débattements et le~ contraintes sont ~ensiblement les mêmes.
Le di3po~iti~ oomprend, enfin, une partie ~ixe solidaire du support de l'antenne dont les élément~ peuvent etre reliés mécaniquement entre eux ou être rattaohés individuellement. Cette partie fixe aomporte :
- Le support du mécanisme 18 d'entrainement autour de l'axe ~ ', - un quatrième miroir 19, - un ensemble sourQe Z0 qui délivre le ~aisoeau radioéleotrLqu~ 21.
Ce dispo~ltif qul a sa source 20 flxe présente le srand avantags d'éviter d'utili~er Joint~ tournants et enrouleur de o~ble, et d'avoir à
entra~ner les équipements radioélectriques. Il permet, de plus, une diminution de la ma~se à orienter èt une limitation des oouples perturba-teurs.
La souroe 20 émet un faisaeau radioélectrique 21 qui se réfléchit successivement sur les quatre miroirs 19, 17, 15, 14 avant d'être éventuellement fooali~é par la lentille oon~ergente 12 et d'atteindre le subréflecteur 11 pUi9 le réflecteur principal la.
Le mécanisme 18 entraine en rotation (22) le miroir 17 suivant un axe ~ ' ; de direation parallèle à la direction OY, correspondant à
l'axe moyen du fai~ceau 21 entre le miroir 19 et le miroir 17. Le miroir 17 ren~oit le faisceau 21 à 90 vers le miroir 15.
L'axe moyen du faisceau 21 entre les miroirs 17 et 15 , coincidant avec l'axe OZ, correspond à l'axe de rayonnement de l'antenne, c'e~t-à-dire du faisceau réfléchi 24 par le réflecteur principal 10.
Le miroir 15 est solidaire de l'ensemble constitué du miroir 14, de la lentille 12, du réflecteur secondaire 11, et du réflecteur principal 10.
.

~ ` -:`
~ _ 4 _ ~2S~9~

Cet ensemble 15, 14, 12, 11, 10 e3t oriente mécanique~ent en rota-tion (23), à l'aide du mécanisme 16 autour de l'axe ~ qui est l'axe moyen du falsceau 21 entre le~ miroirs 15 et 14, ;~ Le miroir 15 re~oit donc le ~aisceau 21 en provenance du miroir 17et effectue un chan~ement de plan pour l'envoyer en direction du miroir 14 qui po~itionne ledit faisceau 21 en position centrée sur la lentille 12.
Les deux mécari~mes 18 et 16 sont donc positionnés de telle ~açon ~ que leurs axes de rotation A 7 et ~ soient confondus aYec l'axe moyen du - 10fai~ceau qui, respectivement, atteint le miroir 17 ou qui quitte le miroir 15, et soient de direction~ orthogonales entre eux.
Les deux miroirs 17 et 15 sont entra~nés en rotation par lc9 mécanismes 1a et 16 suivant les axes ~ ' et ~ . Mais chacun de ces deux mécanismes entraîne à la foiq le miroir placé sur son axe et la partie 15supérieure de l'antenne, ~uivant l'axe OZ.
Le couple d'~tra~nement de Ce3 mécanisme~ ~t supériaur au couple nécessaire à l'entra~nement de l7antenne.
La structure méoarique de liaison antre les diPférents ensembles~
qui doit être adaptée aux contraintes d'environnement, est du domaine 20connu de l'ho~me de l'art et n'a donc pas été représentée sur leq figure~.
Leq deux mécanlsmes d'entralnement 18 et 16 peuvent être identiques et comporter un système de démultiplication qui a l'avantage de diminuer la valeur du pas de pointage et d'augmenter le couple 25d'entralnement.
Chaque mécanisme d'entra;nement 18 ou 16 comporte un système de -~ codage angulaire par exemple un résolveur ou un codeur optique associé à
un ensemble moteur.
Il est bien entendu que la présente invention n'a ~té décrite et 30repré3entée qu'à titre d7exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer chacun de ses éléments constitutifs par de~ éléments équivalents sans pour autant 30rtir du cadre de l'invention.
Ainsi les différents miroirs 19, 17, 15, 14, peuveut être plans ou ^ conformés, suivant les applications. Aux fréquences élevées le 35faisceau 21 issu de la source peut être parallèle et les miroirs 19, 17, :-.
'. :
' -_ 5 - ~2S~6~

; 15 et 14 sont alor~ plans.
Ainsi le miroir 19 e~t facultati~, la aource 20 pourrait, en effet, enYoyer un faisceau qui atteigne directement le miroir 17. Mai~
ce m~roir a l'avantage de permettre un meilleur positionnement de cette source 20. Ce miroir 19 pourraitt de manière connue de l'homme de l'art, etre rsmplaaé par un ensqmble de plusieur~ miroir~.
Ain~i la lentille 12 peut être 3upprimée ~i le faiqceau issu du miroir 14 e~t correctement focalisé pour intercepter le ~ubréflec-~eur 11.
Le ~y~tème d'orlentation d'antenne a été repré~enté avec une antenne travaillant an émi~ion, ~ai~ il en ~erait de même avec une antenne travaillant en réception.

Claims (7)

Les réalisations de l'invention, au sujet desquelles un droit exclusif de propriété ou de privilège est revendiqué, sont définies comme il suit:
1. Dispositif d'orientation d'une antenne permettant de réaliser un balayage selon deux directions orthogonales comprenant une source fixe émettant un faisceau radioélectrique associée à deux réflecteurs principal et secondaire en offset, dispositif qui comprend:
- un ensemble d'au moins trois miroirs dont le premier est aligné avec le réflecteur secondaire et dont le deuxième et le troisième sont solidaires d'un premier et d'un deuxième mécanisme d'entraînement en rotation suivant deux axes de directions orthogonales, la direction de l'axe moyen d'un faisceau parallèle entre le deuxième et troisième miroirs étant celle d'un faisceau rayonné par le réflecteur principal, l'axe de rotation du premier mécanisme étant colinéaire avec l'axe moyen d'un faisceau parallèle entre le premier et le second miroirs, l'axe de rotation du deuxième mécanisme étant colinéaire avec l'axe moyen d'un faisceau parallèle issu de la source et qui arrive sur le troisième miroir, les réflecteurs principal et secondaire, le premier et le second miroirs étant mécaniquement solidaires entre eux pour former un ensemble mobile, le second mécanisme entraînent à la fois le troisième miroir et cet ensemble mobile.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel un ensemble d'au moins un quatrième miroir est disposé entre la source et le troisième miroir.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel une lentille est disposée entre le premier miroir et le réflecteur secondaire.
4. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième miroirs sont des miroirs plans.
5. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le premier, le deuxième, le troisième et le quatrième miroirs sont des miroirs conformés.
6. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel les deux mécanismes d'entraînement comportent chacun un système de demultiplication.
7. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel chaque mécanisme d'entraînement comporte un système de codage angulaire.
CA000526953A 1986-01-09 1987-01-08 Dispositif d'orientation d'une antenne permettant de realiser un balayage selon deux directions orthogonales Expired CA1257692A (fr)

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JPS62160803A (ja) 1987-07-16
FR2592742A1 (fr) 1987-07-10
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