~ 2~7~3~
*
Antenne à lobe formé et grand gain L'invention concerne une antenne à lobe formé et à grand gain.
Des antennes de ce type sont très utiles dans le domaine spatial. Ainsi les satellites à défilement et à orbite basse ont un cône de visibilité de la terre très ouvert : à une altitude de 800 km, le demi-angle au sommet du cône est de 63. La distance d'un tel satellite à une station à l'intérieur de ce cône varie de 800 '~m (au Nadir~ à 2300 km en bord du cône. Dans le cas d'une mission de télémesure ou de télécommande entre ce satellite et cette station, on cherche à assurer une liaison isoflux, quelle que soit la position relative de cette station dans le cône. Les antennes utilisées pour de telles missions doivent donc présenter un diagramme tel que le gabarit de PIRE ait un maximum en bord du c8ne 15 et soit décroissant jusqu'au Nadir; La dynamique étant alors de l'ordre de 12 dB. De tels gabarits peuvent inclure, de plus, soit une provision pour les niveaux faibles (au Nadir, la dynamique tombant à er,viron 10 dB~ soit au contraire une compensat~on de l'atténuation atmosphérique ~proportiolmelle à la distance), la 2a dynamique devenant supérieure à 13 dB. Ces gabarits sont de révolution en azimut et ont la forme d~ cuvetteD Ils nécessitent donc l'utilisation d'antennes à lobe formé.
Parmi les quelques techniquer connues pour obtenir de tels gabarits on distingue deux grandes fa~ille~.
- les reflecteurs conformé~ :
Ce sont des réflecteurs de révolution dont le pro~il est optimisé pour suivre le gabarit formé en élévation. Le problème de ces réflecteurs est qu'ils ont un diagramme de révolution, parce qu'ils doivent assurer la liaison dans tout le cône. Il est donc 3~ difficile d'obtenir un gain élevé, tout en ayant des dimensionæ
raisonnablea de réflecteur. Un réflecteur de ce type est analysé
dans un article intitulé "Method of moment analysis of a cavity-fed shaped beam reflector antenna" de Bridges; Shafai, et Kishk (Antenn'90 conference proceedings; August 159 17-1990; Winniped;
Canada).
~7~32 - les antennes réseau :
A partir de la constatation précédente, on a eu l'idée d'utiliser des antennes réseau à balayage électronique qui présentent un lobe d'antenne directif, de gain élevé, que l'on déplace par commande électronique. De telles antennes sont décrites dans l'ouvrage intitulé "Antenna Engineering handbook" (de R.C.Johnson et H. Jasik; McGraw-Hill; chapitre 20 "Phased Arrays"
de R.Tang et R.W. Burns; pages 20-1 à 20-5). La liaison n'est alors plus assurée sur tout le cône simultanément mais uniquement dans la 10 direction de la station visée. On distingue ici deux familles de réseaux : les réseaux plans et les réseaux conformés.
. Les réseaux plans :
Si l'on s'affranchit des lobes de réseaux par des techniques classiques de dimensionnement de réseaux jouant sur le lS pas, c'est-à-dire sur la distance entre deux sources adjacentes, on peut obtenir, pour des dimensions semblables une directivité bien supérieure ~ celle obtenue avec un réflecteur formé. La phase d'alimentation de chaque source étant commandée par un déphaseur, on déplace le diagramme en modi~iant ces phases. Cette solution
0 présente deux inconvénients majeurs :
il faut dépointer le lobe en élévation de + 60 environ, voire plus 9 à plus basse altitude. Ceci nécessite de rapprocher beaucoup les sources.
- Il est très difficile d'obtenir un maximum de rayonnement vers 60 et un creux dans l'axe; ce qui necessite d'avoir des sources dont la directivit~ est élevée à 60, même si leur dia~Famme présente l'~llure du gabarit7 c'est-à-dire avec un maximum de rayonnement à 60 (hélices par exemple). Par conséquent, si l'on veut obtenir un gain élevé (~20 dBi par exemple)9 il faut 30 des dimensions relativement importantes et donc un grand nombre de sources et de déphaseurs (entre 50 et 100 selon la directivite élémentaire ~ 60). Ce type d'antenne nécessite donc un grand nombre de points de oommandes.
. Les réseaux conformés :
Pour obtenir un maximum de rayonnemsnt sur un cône à 60, ~ 2 ~ 7 ~ 3 ~
*
Large lobe shaped antenna The invention relates to a large lobe shaped antenna gain.
Antennas of this type are very useful in the field spatial. Thus the traveling and low-orbiting satellites have a very open cone of visibility of the earth: at an altitude of 800 km, the half-angle at the top of the cone is 63. The distance of one such satellite to a station inside this cone ranges from 800 '~ m (at Nadir ~ at 2300 km on the edge of the cone. In the case of a mission telemetry or remote control between this satellite and this station, we are trying to ensure an isoflux connection, whatever the relative position of this station in the cone. Antennas used for such missions must therefore present a diagram such that the template of PIRE has a maximum at the edge of the c8ne 15 and decreasing to Nadir; The dynamics then being around 12 dB. Such templates may further include either a provision for low levels (at Nadir, the dynamic falling to er, about 10 dB ~ is on the contrary a compensation ~ on of atmospheric attenuation ~ proportional to the distance), 2a dynamic becoming greater than 13 dB. These templates are revolution in azimuth and have the shape of cuvetteD They require therefore the use of formed lobe antennas.
Among the few techniques known to obtain such templates there are two large fa ~ ille ~.
- conformed reflectors ~:
These are revolution reflectors whose pro ~ it is optimized to follow the template formed in elevation. The problem of these reflectors is that they have a revolution diagram, because that they have to liaise throughout the cone. It is therefore 3 ~ difficult to obtain a high gain, while having dimensions reflective reasonablea. A reflector of this type is analyzed in an article titled "Method of moment analysis of a cavity-fed shaped beam reflector antenna "by Bridges; Shafai, and Kishk (Antenn'90 conference proceedings; August 159 17-1990; Winniped;
Canada).
~ 7 ~ 32 - network antennas:
From the previous observation, we had the idea to use electronically scanned array antennas which have a high gain directional antenna lobe that is moves electronically. Such antennas are described in the book "Antenna Engineering handbook" (from RCJohnson and H. Jasik; McGraw-Hill; Chapter 20 "Phased Arrays"
by R.Tang and RW Burns; pages 20-1 to 20-5). The link is then more assured all over the cone simultaneously but only in the 10 direction of the target station. We distinguish here two families of networks: flat networks and conformed networks.
. Plan networks:
If we get rid of the lobes of networks by conventional network sizing techniques playing on the lS not, that is to say on the distance between two adjacent sources, we can obtain a directivity for similar dimensions higher ~ that obtained with a formed reflector. The sentence supply of each source being controlled by a phase shifter, we move the diagram by modi ~ iant these phases. This solution 0 has two major drawbacks:
it is necessary to spot the lobe in elevation of + 60 approximately, or even more 9 at lower altitude. This requires bring the sources very close.
- It is very difficult to get a maximum of radiation around 60 and a trough in the axis; which requires to have sources whose directivity is high to 60, even if their dia ~ Famme presents the ~ llure of the template7 that is to say with a maximum radiation at 60 (propellers for example). Therefore, if you want to obtain a high gain (~ 20 dBi for example) 9 you must 30 relatively large dimensions and therefore a large number of sources and phase shifters (between 50 and 100 depending on the direction elementary ~ 60). This type of antenna therefore requires a large number of order points.
. The conformed networks:
To obtain a maximum of rays on a cone at 60,
2 ~ 3 ~
on peut disposer les sources sur une surface conformée (hémisphère par exemple)~ En commandant chaque source par un dephaseur on balaye le lobe en élévation et en azimut. Mais avec de t~ls réseaux :
- on ne peut plus utiliser toutes les sources à la fois.
- on peut utiliser des éléments rayonnants dont le maximum de directivité est à 0 mais il faut, de plus, pouvoir dépointer à 60.
L'invention a pour objet de réaliser une antenne permettant de pallier ces inconvénients : c'est-à-dire de diminuer le nombre de points de commande de ladite antenne, tout en assurant efficacement la mission considérée.
Elle propose à cet effet une antenne à lobe ~ormé et à
15 grand gain, caractérisée en ce qu'elle comprend un réseau conformé sur une surface conformée de profil quelconque ayant un axe de symétrie, qui comporte plusieurs génératrices d'éléments rayonnants se trouvant dans un plan passant par l'axe de Cymétrie de l'antenne ; tous les 20 éléments rayonnants d'une même genéxatrice étant reliés à un seul point de commande de phase et d'amplitude ; le balayage en site et en azimut du lobe formé étant obtenu uniquement à
partir de la commande de la phase des génératrices par ces poi~ts de commande.
Avantageusement tous les élement~ rayonnants d'une meme gén~ratrice sont reliés à un répartiteur passif et à un dephaseur commandable. Les lois d'amplitude et de phase des éléments rayonnants de chaque génératrice sont ainsi déterminés par les caractéristiques radioélectriques du 30 répartiteur passif de chaque génératrice. on règle le diagramme élévation de ladite antenne en commandant lesdits déphaseurs, le balayage en azimut étant assuré par une commutation des génératrices.
De fait quP 10 réseau con~ormé selon l'invention se 35 trouve sur une surface confnrmée de profil quelconque ayant un axe de symé~rie, avantageusement, le profil peut être 2 ~ 3 ~
`
optimisé pour déterminer la forme du diagramme de rayonnement d'une génératrice. Pcur ce faire, la normale à
la génératrice dans un plan passant par l'axe de symétrie aura une orientation variable selon la position sur la 5 génératrice. Il en résulte que les éléments rayonnants se trouvant sur la génératrice auront des orientations différentes. Autrement dit, l'inclinaison d'un élément rayonnant par rapport à l'axe de symétrie est optimisé pour obtenir la forme souhaitée du diagramme de rayonnement d'une 10 génératrice.
Une telle antenne possède le grand avantage de permettre un balayage deux plans en utilisant une seule commande monodirectionnelle qui est répartie dans le plan azimut. Elle permet, de plus, de diminuer le nombre de lS contrôles nécessaires (un par génératrice~ par rapport à une antenne classique qui nécessite un contrôle par élément rayonnant.
De plus, en jouant sur le répartiteur passif et 1'inclinaison variable des éléments rayonnants par rapport ~
29 l'axe de sym~trie, la forme du lobe de rayonnement peut ~tre optimisé.
On dégage ainsi un troisièm~ degré de liberté dans le processus d'une colonne d'élémerlts rayonnants se trouvant sur une meme génératrice. Ceci permet d'utiliser 25 efficacement les éléments rayonnants dans les directions o~
ceux-ci doivent travailler, et ceci est d'autant plus intéressant que le domaine de balayage est importantl avec un dépointage important, par exemple plus grand que +/-60.
Cette capacité de l'invention permet d'assurer les grands 30 débattements et est un avantage décisif par rapport à des solutions planaires qui souffrent d'une perte d'efficacité
dans les directions à site élevé.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à
35 titre d'exemple non limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
2 ~ 3 2 . ~ ~
~ la figure 1 illustre un exemple dlune antenne selon l'invention ;
- les figures 2 et 3 illustrent plusieurs caractéristiques de l'exemple d'antenne de la figure 1 ;
- les figures 4 à 7 illustrent d'autres exPmples de réalisatio~ de l'antenne selon l'invention.
: Llantenne de 1'invention comprend un réseau conformé 10 disposé sur une surface conformée 11 ayant un axe de symetrie et ayant un profil quelconque (conique, sphérique, 10 elliptique, parabolique, hyperbolique, etc...). Ce reseau est constitué de génératrices 12 composées de plusieurs sources ou éléments rayonnants 13. Chaque génératrice 12 est : à l'intersection de la surface conformee 11 et d'un plan passant par l'axe de symétrie ~ (par exemple 1' axP du 15 Nadir). Sur la figure 1 la surface 11 est une surface conique et les génératrices 12 comportent, chacune, trois éléments r~yonna~ts 13.
Dans l'antenne selon l' exeInple de la figure 1, on ne consid~re qu'un seul déphaseur 14 par génératrice 12 ; un 20 répartiteur passif lS, divisant :Le signal en amplitude et en phase entre chacune des sources, étant dispos~ entre la sortie de ce déphaseur 14 et l'entr~ de chaque source 13.
Ce répartiteur 15 est le m~me pour chaque génératri~e, de sorte que la géométrie de l'antenne de l'exemple de la 25 figure 1 est complètement de révolution. Ce répartiteur 15 est calculé pour obtenir un certain diagramme des rayonnements émis par les sources 13 de cha~ue generatrice 12 Pt réalisex un certain diagramme résultant à partir de toutes les sources 13 de l'antenne.
Afin d'obtenir une directivité suffisante on fait rayonner simultanément une ou plusieurs génératrices adjacentes. L~ rotation des génératrices a deux effets sur la phase du rayonnement:
- le premier effet est une rotation ~ du plan de 3S polarisation autour de l'axe de révolution ~. Cette rotation ~7~
est constante ; Elle est liée à la géométrie du réseau, comme représenté sur la figure 2 ;
~ le deuxième effet est un retard de propagation proportionnel à la distance relative d'une source par 5 rapport à un plan de référence P orthogonal à la direction de visée. Pour un plan de référence P donné, les distances à
ce plan des sources d'une même génératrice peuvent varier.
Les déphaseurs ont pour rôle de compenser ces ~ffets.
Mais comme il n'y a qu'un déphaseur par génératrice et que la compensation de ce retard de propagation doit être le meme pour toutes les sources, on est amené à calculer la moyenne des retards.
Ces retards de propagation dépendent de la direction de visée en élévation; c'est-à-dire de l'inclinaison du plan de référence P.
Sur la figure 3, on remarque que dans une direction correspondant l'axe ~ , par exemple au Nadir, toutes les génératrices sont en phase ( ~ = 0) : Les déphaseurs ne doivent compenser que la rotation du plan de polarisation en azimut. Par contre il y a de grosses variations lorsqu~ l'axe de visee est ~ 60 ( ~ = 60). Il est donc impossible de sommer en phase plusieurs génératrices 20 adjacentes simultanément sur tout le domaine en elévation; ce qui se traduit par une dégradation du diagramme en dehors de la direction visée.
Ainsi, même si le diagramme d'une génératrice 12 respecte tout le gabarit, lorsque l'on compense les retards de propagation, 25 dans une direction de 60, par exemple, cela reste vrai pour ~ =
60 mais plus du tout ailleurs, surtout pour ~ = 0 où le diagramme obtenu est situé nettement en-dessous du gabarit.
Il est possible de surdimensionner la génératrice pour compenser cette dégradation : c'est-à-dire d'augmenter l'énergie 30 fournie aux sources de cette génératrice pour obtenir un diagramme situé nettement au-dessus du gabarit prévu.
Mais il est également possible de jouer sur les déphaseurs pour déformer le diagramme et l'adapter à l'élévation de la station visée. Lorsque celle-ci se trouve ~ ~ = 60, on compense 35 les retards de propagation dans cette direction. Lorsque l'élévation décro~t, on déforme le diagramme en jouant sur les 7 2~ 32 déphaseurs : En effet, par exemple, lorsque la station se situe aux environs de ~ = 30, à 30 le diagramme remonte au-dessus du gabarit alors qu'il chute au-dessous à 60 et ainsi de suite jusqu'à 0 où le diagramms ne correspond plus du tout au gabarit à
60, Le balayage en azimut est assuré par une simpl~
commutation des génératrices puisque la géométrie est de révolution.
Dans une telle réalisation on restreint le nombre de déphaseurs d'autant qu'il ~ a de sources sur une génératrice, par rapport à une structure conformée classique. Avec un nombre beaucoup plus faible de points de commandes, les déphaseurs des génératrices 12 étant activés simultanément, on peut réaliser du balayage en a~imut et en élévation de l'antenne. On obtient donc une solution conformée où l'on désire obtenir un diagramme formé en élévation respectant un gabarit, que l'on commute simplement en azimut, avec des génératrices de directivité faible, et des dimensions petites.
Ainsi dans un exemple d'application, pour réaliser une mission de télémesure suivant le gabarit de PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente) de la figure 4 (avec une courbe de~
maxima 16 et une courbe des minima 17) qui est un gabarit TMCU
(Télémesure charge utile pour un satellite d~'observation optique ou radar) haut débit bande X (8 à 12GHz). L'objecti~ est de respecter le gabarit de PIRE avec le minimum de puissance rayonnée. Par exemple avec 10 W rayonnés il faudra un gain maximum de 21 dBi. La directivit~ sera de 22 dBi tenant compte d'une perte de 1 dB. On dimensionne une antenne 20 de forme pseudo-cônique, comme représenté sur la figure 50 Cette antenne comprend 36 génératrices 21 de 4 sources 22. Chacune de ces sources 22 est réalisée en technologie imprimée; un pavé de cuivre étant gravé sur un substrat diélectrique conformé qui réalise la surface pseudo-cônique dont le profil n'est pas linéaire mais présente une brisure ~ de 10 environ sur la première source à partir du haut. Entre les 4 sources 22 d'une même génératrice 21, et sur le meme substrat que celles-ci, est gravé le repartiteur sous forme de pistes de cuivre;
lui-mame étant relié à un déphaseur. Sur les 36 génératrices 9 seulement sont actives simultanément.Tout le rayonnement est donc commandé par 9 déphaseurs à la fois.
-- 8 2 ~
La figure 6 mo~t~e le gabarit minimum 25 et le diagramme obtenu 26 en compensant les retards de propagation dans une direction de 62. Sur la figure 7, qui montre le même gabarit minimum 27 et le diagramme obt~nu 28, on a seulement modifié la valeur des 9 déphaseurs pour compenser les retards dans une direction d'élévation de 5 (ces ~igures 6 et 7 correspondant à des directivités Di en dBi).
Il est bien entendu que la présente invention n'a éte d~crite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir dU cadre de l'invention.
Notammentt la sur~ace conformée peut être de profil quelcon~ue, du moment qu'elle comporte un axe de symetrie quelconque. Dans les exemples décrits, la surface comporte un axe de symétrie de révolution, mais la surface peut aussi bien avoir une symétrie d'ordre 2 (réflection dans un plan), comme une ellipse, une parabole ou une hyperbole, par exemple, ou encore elle peut avoir une sym~trie d'ordre plus éleve donnant des surfaces plus complexes, sans sortir du cadre de l~invention.
, . 2 ~ 3 ~
sources can be placed on a shaped surface (hemisphere for example) ~ By controlling each source by a dephaseur we sweep the lobe in elevation and azimuth. But with such networks:
- we can no longer use all sources at the time.
- radiant elements can be used, the maximum directivity is at 0 but it is necessary, moreover, ability to spot at 60.
The object of the invention is to produce an antenna to overcome these disadvantages: that is to say reduce the number of control points of said antenna, while effectively ensuring the mission considered.
To this end, it offers a lobe ~ ormé antenna and 15 big gain, characterized in that it includes a network shaped on a shaped surface of any profile having an axis of symmetry, which has several generating radiant elements lying in a plane passing through the axis of Cymetry of the antenna; all 20 radiating elements of the same genéxatrice being connected to a single phase and amplitude control point; the sweep in elevation and in azimuth of the lobe formed being obtained only at from the control of the generator phase by these poi ~ ts order.
Advantageously all the radiant elements of the same gen ~ ratrice are connected to a passive distributor and a controllable phase shifter. The amplitude and phase laws of radiating elements of each generator are thus determined by the radio characteristics of the 30 passive distributor of each generator. we settle the elevation diagram of said antenna by controlling said antenna phase shifters, the azimuth scanning being provided by a generator switching.
In fact quP 10 con ~ ormé network according to the invention 35 is found on any surface of any profile having an axis of symé ~ laugh, advantageously, the profile can be 2 ~ 3 ~
``
optimized to determine the shape of the radiation from a generator. To do this, normal to the generator in a plane passing through the axis of symmetry will have a variable orientation depending on the position on the 5 generator. As a result, the radiating elements are finding on the generator will have orientations different. In other words, the inclination of an element radiating from the axis of symmetry is optimized for obtain the desired shape of the radiation diagram of a 10 generator.
Such an antenna has the great advantage of allow two-plane scanning using one unidirectional control which is distributed in the plane azimuth. It also makes it possible to reduce the number of lS controls required (one per generator ~ compared to one conventional antenna which requires element control radiant.
In addition, by playing on the passive distributor and The variable inclination of the radiating elements relative to ~
29 the axis of sym ~ sort, the shape of the radiation lobe can be ~
optimized.
We thus release a third degree of freedom in the process of a column of radiant elements found on the same generator. This allows to use 25 effectively the radiating elements in the directions o ~
these have to work, and this is all the more interesting that the scanning domain is important with a significant depointing, for example greater than +/- 60.
This capacity of the invention makes it possible to ensure large 30 deflections and is a decisive advantage compared to planar solutions that suffer from a loss of efficiency in high site directions.
The characteristics and advantages of the invention will emerge from the description which follows, 35 by way of nonlimiting example, with reference to the figures annexed on which:
2 ~ 3 2 . ~ ~
~ Figure 1 illustrates an example of an antenna according to the invention;
- Figures 2 and 3 illustrate several characteristics of the example antenna in FIG. 1;
- Figures 4 to 7 illustrate other examples of realization of the antenna according to the invention.
: The antenna of the invention comprises a shaped network 10 disposed on a shaped surface 11 having an axis of symmetry and having any profile (conical, spherical, 10 elliptical, parabolic, hyperbolic, etc.). This network consists of generators 12 composed of several sources or radiating elements 13. Each generator 12 is : at the intersection of the conformal surface 11 and a plane passing through the axis of symmetry ~ (for example 1 axP of 15 Nadir). In Figure 1 the surface 11 is a surface conical and the generators 12 each have three elements r ~ yonna ~ ts 13.
In the antenna according to the exeInple of figure 1, one does not consider that only one phase shifter 14 per generator 12; a 20 passive splitter lS, dividing: The signal in amplitude and phase between each of the sources, being disposed ~ between the output of this phase shifter 14 and the input of each source 13.
This distributor 15 is the same for each generator, so the antenna geometry from the example of the Figure 1 is completely of revolution. This dispatcher 15 is calculated to obtain a certain diagram of radiation emitted by sources 13 of each generator 12 Pt realex a certain diagram resulting from all sources 13 of the antenna.
In order to obtain sufficient directivity we do radiate one or more generators simultaneously adjacent. Generator rotation has two effects on the radiation phase:
- the first effect is a rotation ~ of the plane of 3S polarization around the axis of revolution ~. This rotation ~ 7 ~
is constant; It is related to the geometry of the network, as shown in Figure 2;
~ the second effect is a propagation delay proportional to the relative distance of a source by 5 relative to a reference plane P orthogonal to the direction of sight. For a given reference plane P, the distances to this plan of the sources of the same generator can vary.
The role of the phase shifters is to compensate for these ~ ffets.
But since there is only one phase shifter per generator and the compensation for this propagation delay must be the same for all the sources, we are led to calculate the average of the delays.
These propagation delays depend on the direction of sight in elevation; that is to say the inclination of the reference plane P.
In Figure 3, we notice that in a corresponding direction the axis ~, for example at Nadir, all the generators are in phase (~ = 0): The phase shifters must only compensate for the rotation of the polarization plane in azimuth. However, there are large variations when the line of sight is ~ 60 (~ = 60). he it is therefore impossible to add several generators in phase 20 adjacent simultaneously over the entire elevation; what results in a degradation of the diagram outside the target direction.
So even if the diagram of a generator 12 respects all the template, when we compensate for propagation delays, 25 in a direction of 60, for example, this remains true for ~ =
60 but not at all elsewhere, especially for ~ = 0 where the diagram obtained is located clearly below the template.
It is possible to oversize the generator to compensate for this degradation: that is to say to increase the energy 30 supplied to the sources of this generator to obtain a diagram located clearly above the planned template.
But it is also possible to play on phase shifters to distort the diagram and adapt it to the elevation of the target station. When it is ~ ~ = 60, we compensate 35 propagation delays in this direction. When the elevation decreases ~ t, the diagram is distorted by playing on the 7 2 ~ 32 phase shifters: Indeed, for example, when the station is located at around ~ = 30, at 30 the diagram goes back above the template as it drops below 60 and so on up to 0 where the diagramms no longer corresponds at all to the template to 60, Azimuth scanning is provided by a simpl ~
generator switching since the geometry is revolution.
In such an embodiment, the number of phase shifters as far as it has sources on a generator, for compared to a conventional shaped structure. With a number much lower control points, the phase shifters of the generators 12 being activated simultaneously, scanning in a ~ imut and elevation of the antenna. So we get a conformed solution where one wishes to obtain a diagram formed in elevation respecting a template, which is simply switched to azimuth, with weak directivity generators, and small dimensions.
So in an example application, to achieve a telemetry mission according to the EIRP template (Power Equivalent Radiated Isotropic) of Figure 4 (with a curve of ~
maxima 16 and a minima curve 17) which is a TMCU template (Payload telemetry for an optical observation satellite or radar) high speed X band (8 to 12GHz). The object is to respect the EIRP gauge with the minimum radiated power. By example with 10 W radiated it will require a maximum gain of 21 dBi. The directivity will be 22 dBi taking into account a loss of 1 dB. We dimensions an antenna 20 of pseudo-conical shape, as shown in Figure 50 This antenna includes 36 generators 21 from 4 sources 22. Each of these sources 22 is produced in printed technology; a copper pad being etched on a substrate conformal dielectric which realizes the pseudo-conical surface whose profile is not linear but has a break ~ of 10 about on the first source from the top. Between the 4 sources 22 of the same generator 21, and on the same substrate as these, the distributor is engraved in the form of copper tracks;
itself being connected to a phase shifter. Of the 36 generators 9 only are active simultaneously.
controlled by 9 phase shifters at a time.
- 8 2 ~
Figure 6 mo ~ t ~ e the minimum template 25 and the diagram obtained 26 by compensating for propagation delays in a direction of 62. In Figure 7, which shows the same template minimum 27 and the obt ~ nu diagram 28, we only modified the value of the 9 phase shifters to compensate for delays in a direction of elevation of 5 (these ~ figures 6 and 7 corresponding to directivities Di in dBi).
It is understood that the present invention has not been d ~ described and shown as a preferred example and that its constituent elements can be replaced by equivalent elements without, however, departing from the framework of the invention.
Especiallyt the shaped ~ ace can be in profile any ~ eu, as long as it has an axis of symmetry any. In the examples described, the surface comprises an axis of symmetry of revolution, but the surface can also well have a symmetry of order 2 (reflection in a plane), like an ellipse, a parabola or a hyperbola, by example, or it can have a more symmetric order high giving more complex surfaces, without leaving the framework of the invention.
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