CA2090323A1 - Antenne reseau lineaire - Google Patents
Antenne reseau lineaireInfo
- Publication number
- CA2090323A1 CA2090323A1 CA002090323A CA2090323A CA2090323A1 CA 2090323 A1 CA2090323 A1 CA 2090323A1 CA 002090323 A CA002090323 A CA 002090323A CA 2090323 A CA2090323 A CA 2090323A CA 2090323 A1 CA2090323 A1 CA 2090323A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- antenna
- substrate
- network
- distributor
- antenna according
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/0006—Particular feeding systems
- H01Q21/0075—Stripline fed arrays
- H01Q21/0081—Stripline fed arrays using suspended striplines
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q21/00—Antenna arrays or systems
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
- H01Q21/08—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart the units being spaced along or adjacent to a rectilinear path
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
Abstract
2090323 9300723 PCTABS00161 La présente invention se rapporte à une antenne réseau linéaire composée d'un élément rayonnant formé d'un alignement de fentes annulaires (21) excitées par au moins un élément répartiteur (14) enterré, inclus dans l'élément rayonnant, et donc invisible de la face rayonnante de ladite antenne; de manière à éviter tout rayonnement parasite issu dudit répartiteur. Application notamment au domaine des télécommunications spatiales.
Description
~ W O 93/00723 PCT/FR92/00570 - 1 20903~3 Antenne réseau linéaire L'invention concerne une antenne réseau linéaire à haute efficacité. Une telle antenne est particulière~ent avantageuse dans le domaine des radars à synthèse d'ouverture ("Synthetic Aperture Radar"
ou SAR) utilisés notamment dans le dcmaine spatial.
Les antennes utllisées pour de tels radars doivent posséder les propriété6 suivantes :
- un 8ain élevé pour minimiser la puissance émise par le radar ;
- un lobe très fin dans le plan d'azimut (parallèle à l'orbite), de largeur variable pour maintenir une fauchée constante au 801 dans le plan d'élévation (perpendiculaire à la trace) ;
- un balayage très élevé dans le plan d'élévation pour pouvoir accéder très rapidomont a n'importe quel site (mi6slon de ~urveillance) et viser les memes slte6-test à faible puis forte incidence à 24 heure~
15 d'lntervalle (ob~ervation de la végétation, séparation des effets du 801 et du feulllu) ;
- un balayage peu élevé dans le plan d'azimut pour sulvre une même zone afin d'augmenter la longueur synthétlque de l'antenne et d'obtenir un pouvoir de résolutlon de quolquos motres parallèlement 20 l~orbite ;
- deux polarlsation6 linéaires orthogonales (horizontale H et verticale V) pour séparer la rétrodiffusion du sol et celle de la couverture végétale ;
- un niveau de polarisatlon croisée très falble 6ur le domaine de balayage de l'antenne ;
- dos élémonts rayonnant~ de coût et de ma~se les plus faibles posslble~ vu leur grand nombre sur l'antonne.
Cos spéclflcatlon~ ne peuvent 8tre tonues qu'avec une antenne rayonnement dlrect de grande dlmension constituée d'un très grand 30 nombre d'éléments rayonnants planaires. En effet, la théorie des lobes de réseaux montre que, dès que l'angle maximum de dépointage de l'antenne ( 6maX) dépssso quelquos degrés, la distance d entre les points do commande de phase sur l'antenne dolt vérifler la relatlon :
. :.. :, . . .. :. . . . . .
209032~
d 1 + sin ~ ~ax ~ sin (Bw/2) `~ ;`
Avec Bw largeur à la base du lobe principai de l'antenne réseau ~ ~ -lorsque celui-ci est pointé selon la normale à l'antenne.
Sl on ne respecte pas cette condltion, des lobes de réseau apparaIssent dans le diagramme de rayonncment. Leur niveau est supérieur à celu$ demandé pour les lobes secondaires, ce qui diminue le gain de l'antenne et crée des ambiguItés.
Une telle condition entraIne les conséquences suivantes :
- Pour le balayage en élévation, le pa6 doit être proche de A/2. ...
- Pour le balayage en azimut, le faible dépointage est compatible avec un pas proche de ~ . -Néanmoins, l'antenne ayant une grande longueur, pour générer un ~ -lobe fln dan6 le plan cette condltlon conduit à un nombre de source6 prohibitlf.
Trois solutlons 60nt alors possibles pour réduire le nombre de commandes :
- un r6~oau raréflé qui rompt la périodicité de la lol d'éclairement et par conséquent détruit les lobes de réseau mais provoque une perte de gain trè6 élev~e.
- un r~seau A pas non régulier, obtenu en augmontant progressivement la distance entre commandes de phase lorsqu'on s'éloigne du centre de l'antenne. Cette solution, pour ne pas bai66er le gain de l'antenne, nécesslto de réallser de nombreux types d'él~ments rayonnants dirférents, ce qul interdlt le técoupa~o do l'antonno on sous-pannoaux tous ltontlquoa ot augmonto con~ldérablomont le co~t.
- un rosoau Sormo do sous-resoaux dont la lol d'6clalremont dan~ lo plan d'azimut doit être la plus proche po6slble do celle d'une ouverturo unlSormo de mêmo longuour. Dans ce ca6, pour une visée dans l'axo, les lobos de sous-réseaux de l'antenne 60nt annulés par lc~
promiers zéros du dlagrammo du 60us-résosu. Cette condltion n'est plus v~rl~loo lors d'un Salblo balayago en azlmut. On déter~lne alors, pour l'anglo de dopolntago azimut maximum, la longueur maximalo des
ou SAR) utilisés notamment dans le dcmaine spatial.
Les antennes utllisées pour de tels radars doivent posséder les propriété6 suivantes :
- un 8ain élevé pour minimiser la puissance émise par le radar ;
- un lobe très fin dans le plan d'azimut (parallèle à l'orbite), de largeur variable pour maintenir une fauchée constante au 801 dans le plan d'élévation (perpendiculaire à la trace) ;
- un balayage très élevé dans le plan d'élévation pour pouvoir accéder très rapidomont a n'importe quel site (mi6slon de ~urveillance) et viser les memes slte6-test à faible puis forte incidence à 24 heure~
15 d'lntervalle (ob~ervation de la végétation, séparation des effets du 801 et du feulllu) ;
- un balayage peu élevé dans le plan d'azimut pour sulvre une même zone afin d'augmenter la longueur synthétlque de l'antenne et d'obtenir un pouvoir de résolutlon de quolquos motres parallèlement 20 l~orbite ;
- deux polarlsation6 linéaires orthogonales (horizontale H et verticale V) pour séparer la rétrodiffusion du sol et celle de la couverture végétale ;
- un niveau de polarisatlon croisée très falble 6ur le domaine de balayage de l'antenne ;
- dos élémonts rayonnant~ de coût et de ma~se les plus faibles posslble~ vu leur grand nombre sur l'antonne.
Cos spéclflcatlon~ ne peuvent 8tre tonues qu'avec une antenne rayonnement dlrect de grande dlmension constituée d'un très grand 30 nombre d'éléments rayonnants planaires. En effet, la théorie des lobes de réseaux montre que, dès que l'angle maximum de dépointage de l'antenne ( 6maX) dépssso quelquos degrés, la distance d entre les points do commande de phase sur l'antenne dolt vérifler la relatlon :
. :.. :, . . .. :. . . . . .
209032~
d 1 + sin ~ ~ax ~ sin (Bw/2) `~ ;`
Avec Bw largeur à la base du lobe principai de l'antenne réseau ~ ~ -lorsque celui-ci est pointé selon la normale à l'antenne.
Sl on ne respecte pas cette condltion, des lobes de réseau apparaIssent dans le diagramme de rayonncment. Leur niveau est supérieur à celu$ demandé pour les lobes secondaires, ce qui diminue le gain de l'antenne et crée des ambiguItés.
Une telle condition entraIne les conséquences suivantes :
- Pour le balayage en élévation, le pa6 doit être proche de A/2. ...
- Pour le balayage en azimut, le faible dépointage est compatible avec un pas proche de ~ . -Néanmoins, l'antenne ayant une grande longueur, pour générer un ~ -lobe fln dan6 le plan cette condltlon conduit à un nombre de source6 prohibitlf.
Trois solutlons 60nt alors possibles pour réduire le nombre de commandes :
- un r6~oau raréflé qui rompt la périodicité de la lol d'éclairement et par conséquent détruit les lobes de réseau mais provoque une perte de gain trè6 élev~e.
- un r~seau A pas non régulier, obtenu en augmontant progressivement la distance entre commandes de phase lorsqu'on s'éloigne du centre de l'antenne. Cette solution, pour ne pas bai66er le gain de l'antenne, nécesslto de réallser de nombreux types d'él~ments rayonnants dirférents, ce qul interdlt le técoupa~o do l'antonno on sous-pannoaux tous ltontlquoa ot augmonto con~ldérablomont le co~t.
- un rosoau Sormo do sous-resoaux dont la lol d'6clalremont dan~ lo plan d'azimut doit être la plus proche po6slble do celle d'une ouverturo unlSormo de mêmo longuour. Dans ce ca6, pour une visée dans l'axo, les lobos de sous-réseaux de l'antenne 60nt annulés par lc~
promiers zéros du dlagrammo du 60us-résosu. Cette condltion n'est plus v~rl~loo lors d'un Salblo balayago en azlmut. On déter~lne alors, pour l'anglo de dopolntago azimut maximum, la longueur maximalo des
2 ~ 2 3 ` 3 -sous-réseaux pour maintenir les lobes de réseaux à un niveau inf~rieur à ce;ui des lobes latéraux.
De même, on constate que, si aucun dépointage en azlmut n'est spécifié, un sous-réseau de longueur égale à celle de l'antenne sufflt. En pratique, la longueur des sous-réseaux est limitée par la taille des panneaux de l'antenne (1 à 3 mètres) pour être compatible avec l'encombrement sous coiffe du lanceur.
Actuellement, l'ensemble de ces spécificatlon6 ne sont pas tenues pour le6 éléments rayonnants des radars à synthèse d'ouverture.
10 En effet :
. Les guides à fentes, tels que décrits dans 1'article intitulé
"the planar array antenna6 for the european remote sensing satelllte ERS-l" de Robert Peterson et Per Ingvarson publié dans "Proceeding~ of IGARSS 19~8" (pages 289 à 294), utilisés notamment sur ERS-l (1991), 15 RADARSAT (1995) et SIR-C (X-SAR), malgré leurs faibles pertes ne permettent pas de réali6er aisément la bipolarisation car il faudrait lntercaler deux guides dlfféronts rayonnant l'un en polari6ation H et l'autre en polarisation V dang le pag d'un réseau très rédult ~ cau~e du fort balayage en élévation. De plug, gi un balayago en azimut est 20 spéclflé, pour limiter le niveau des lobes de réseau, ce8 guldes doivent être coupés en potlt6 tron50ns co qul rend notablemont plus complexo leur réalisatlon et dimlnue leur intérêt. Cetto technologle n'est lntéresgante que pour les radars possédant une polarlgaticn en bande C ou dang des fréquences supérieures, sans balayage dans le plan 25 d'azimut. '!, . Le~ éléments rayonnants imprimés 6ur nid d'abollles en bando~
L et S, tolg que décrlts dan~ l'article intltulé "SEAS~T and SIR-A
microstrip ~ntennas~ to L.R, Murphy paru d~ns "Procoodlngs of Workshop on prlntod antenna~ tochnoloey" ~Lag Cruces; 1979; pagos 18-1 ~
De même, on constate que, si aucun dépointage en azlmut n'est spécifié, un sous-réseau de longueur égale à celle de l'antenne sufflt. En pratique, la longueur des sous-réseaux est limitée par la taille des panneaux de l'antenne (1 à 3 mètres) pour être compatible avec l'encombrement sous coiffe du lanceur.
Actuellement, l'ensemble de ces spécificatlon6 ne sont pas tenues pour le6 éléments rayonnants des radars à synthèse d'ouverture.
10 En effet :
. Les guides à fentes, tels que décrits dans 1'article intitulé
"the planar array antenna6 for the european remote sensing satelllte ERS-l" de Robert Peterson et Per Ingvarson publié dans "Proceeding~ of IGARSS 19~8" (pages 289 à 294), utilisés notamment sur ERS-l (1991), 15 RADARSAT (1995) et SIR-C (X-SAR), malgré leurs faibles pertes ne permettent pas de réali6er aisément la bipolarisation car il faudrait lntercaler deux guides dlfféronts rayonnant l'un en polari6ation H et l'autre en polarisation V dang le pag d'un réseau très rédult ~ cau~e du fort balayage en élévation. De plug, gi un balayago en azimut est 20 spéclflé, pour limiter le niveau des lobes de réseau, ce8 guldes doivent être coupés en potlt6 tron50ns co qul rend notablemont plus complexo leur réalisatlon et dimlnue leur intérêt. Cetto technologle n'est lntéresgante que pour les radars possédant une polarlgaticn en bande C ou dang des fréquences supérieures, sans balayage dans le plan 25 d'azimut. '!, . Le~ éléments rayonnants imprimés 6ur nid d'abollles en bando~
L et S, tolg que décrlts dan~ l'article intltulé "SEAS~T and SIR-A
microstrip ~ntennas~ to L.R, Murphy paru d~ns "Procoodlngs of Workshop on prlntod antenna~ tochnoloey" ~Lag Cruces; 1979; pagos 18-1 ~
3~ 18-20), utlllség sur SEASAS (1978), SIR-A (1981), SIR B tl984) et J.
ERS (~aponais 1992) sont plus légers que les guldes et pormettent une bipolarlsatlon. Copendant leurs pertes linélque6 60nt élévées. Ceci llmite donc la loneueur dos 60us-réseaux à quelque6 longueurs d'onde (10 ~ au maximum); ce6 pert~s ne pormettant pa6 d'obtenir un 35 éclalroment uni:~rme sur le 60us-ré~esu.
2~:~D3~ :
...
L'antenne à réseau linéaire de l'invention a pour objet de satisfaire toutes ces spécifications. ~ -- L'invention propose, en effet, une antenne réseau linéaire composée d'un élément rayonnant formé d'un alignement de fentes 5 annulaires excitées par au mo$ns un élément répartiteur, caractérisée en ce que cet élément répartiteur est un répartiteur enterré, inclus dans l'élément rayonnant, et donc invisible de la face rayonnante de ladite antenne; de manière à éviter tout rayonnement parasite iS8U ` .
dudit répartiteur. Une telle antenne est prévue pour rayonner (ou 10 recevoir) simultanément dans deux polarisations linéaires, ou pour rayonner (ou recevoir) simultanément dans deux polarisations circulaires (droite et gauche).
Dans une réalisation avantageuse utilisant 6eulement trois niveaux de conducteurs ladite antenne comprend un radome intégré et un 15 étage répartiteur. Avantageusement ladite antenne ne comprend que des 6ubstrats de faible épaisseur, et donc de faible masse, espacés par des entretolsea conductrices sans contlnulté mécanique dans le plan du réseau, de manlère à éviter les dilatations différentielles avec les substrats. A~antageusement ladlte antenne comprend des bllndages, 20 entre polarisation8 d'un soUs-réseau et entre sous-réseaux adjacents, des éléments rayonnants et des répartiteurs de manière à éviter tout couplage entre ceux-ci.
Dans une réalisation particulière de l'invention, l'antenne est une antenne large bande utilisant des disques résonants gravés sur 25 l'étage répartlteur, resonant à une fréquence proche de celle des rentes annulaires.
Dans une autro réalisatlon particuliere de l'invention;
l'antenne ost une antenne bi-bande utilisant tes dlsques résonants gravés, sur l'étage répartiteur, resonant à une fréquence éloign~e de 3~ celle des fentes annulaires.
Une telle antenne présente de nombreux avantages; Elle permet d'obtonir notamment :
- de falbles pertes, , 2 ~ ,9~ 3 - un falble nl~eau de polarlsatlon crolsée sur le do~aine de balayage, -- une utllisatlon en blpo;arisation l'antenne rése~u selon l'lnventlon pouvant rayonrer (ou recevolr) slmultané~ent dans deux polarl6atlon~ llnéalre6 ou clrculalret (drolte et gauc~e);
- un large do~alne de balaya~e en él~vatlon;
- une longuour lmportante teo sous-roseaux;
- un ealn élové
- des pertes par dépolntago slmtlaires dans les deux polarlsatlons Los caractérlstlques et avantagos do 1'lnventlon ressortlront d'aillours d~ la deocriptlon qui va sulvro, ~ tltro d'exemple non li~ltatlf, en référenco aux flgures annoxoos sur lesquelles - la flgure 1 ~llwtro uno ~uo éclatoo d'un tronçon de sous-résoau d'une réalisatlon do l'antonno solon l'lnventlon;
- les ~lguros 2 ot 3 lllwtront doux ruos éclat60s do tronçons do soua-ré-oaux do roallsatlon~ do doux varlanto- do l'antonne solon l'invontlon;
- les fl~uros 4 ot 5 lllustrent roopoctlvemont leo dla~ra~meo de 20 rayonnemont powr les polarlsatlonJ horlzontalo et vortlcalo, - los fieuros e ot 7 llluatrent doux sutres varlantes do l'antonno solon l'lnvontlon L'antonno solon l'in~entlon est uno antonno résoau llnéalro composéo d'un allenemont do fontos arnulalres oxcit6en par aù moins un 2S ~lomont rép-rtltour enterré, inclus dans 1'ol6mont rayonnant, ot donc lnvl61blo do la faco rayonnanto do ladlto untonno; do m~nloro ~ ovltor tout rayonno~ont para-lto ~ssu dudit ropartitour Uno tollo antonno o~t provuo pour rayonnor lou rocovoir) slmultanémont dan- doux polarl~atlons linoairos; ou pour rayonnor (ou 30 rocovolr) slmultanémont dans doux polarlsatlons clrculalros (drolto et ~aucho) La ~l~uro 1 illustro un tronçon do souo-résoou d'uno tollo antonno qui comprond - uno doml-coqulllo ~nférlourç 10 on matorlau conducteur (aluminlum, ,`lbro do carbono motalllso~, ou plastlquo conductour par FEUILLE DE REMPLACEMENT
209~323 exemple) dans laquelle est réalisee la cavité 11 des éléments rayonnants et le conduit 12 des répartiteurs des deuY. polarisations;
- un premier substrat 13 très mince (par exemple d'environ O,l mm d'épaisseur), possédant un coefficient de dilatation proche de celui du matériau des demi-coquilles, sur lequel sont gravés, en face 6upérieure, les répartiteurs H et V 14;
- une demi-coquille 6upérieure 15 dan6 laquelle e6t réallsée le condult 16 des répartiteurs des deux polarisations et perc~ée (17) la partle supérieure de la cavité.
- un second 6ubstrst 18 identique au premier substrat dont une face 6upérleure 19 e6t entièrement décuivrée et l'autre 20 contient les fsntes annulaires gravées 21. Ce 6ub6trat a pour but de centrer les fentes annulaires au-de66us de6 cavltés et d'a66urer une fonction de radôme.
Pour un fonctionnement en "triplaque 6u6pendu" le6 deux demi-coquilles lO et 15 dolvent être rellées au mêmo potentlel. Cecl est assuré par le premler substrat grâce à la métallisation des surfaces en regard avec les deux demi-coqullle6 et à la présence d'un grand nombre de trous métalli6~s 61tué6 6ur la périphérie des cavlté6, 20 rellant ce~ deux surface6.
Une telle antenne a ét~ réallsée et te6tee sur des 80 w -ré~eaux de lO, 12 et 24 rentes annulalres. L'adéquatlon entre le6 6péclflcation6 du sous-résesu et se6 dlfrérents éléments con6tituants e6t donné ci-des60us; un tel sous-réseau permet d'obtenir :
- de ralblcs pertes : le répartlteur en technologie triplaque 6uspendu 6ur 6ubstrat très ~lnce et de falble tangento de perte a~ec de6 parois argontée6 a~uro parfaltemont cette fonction. L'61ément rayonnant ost réallsée dans la mêmo technoloelo, - un faible niveau do polarisatlon crolsée sur le domalne de 3~ balayage : Grfice à l'utillsatlon d'une technologie triplaque, on evite le rayonnement para6ite des llgnes et des coudes d'un r~partiteur grav~ 6ur le plan rayonnant. On génère un dlagramme dlfférence 6ur la poiarisation croi6ée, gr~ce à de6 répartiteurs symetriques par rapport à l'axe du r~seau. Ceci permet d'annuler le niveau, d~jà falble, de 35 polarisation croisée des fente6 arnulalres sur tout le domalne de . . . .
. .
_ 7 _ 2~9~323 balayage.
- une utllisation en bipolarisation : l'excitation des fentes annulaires est obtenue par deux polarisations linéaires orthogonales ou par deux polarisations circulaires en lnsérant un coupleur 3 dB à
deux sortle6 déphasées de 90 au centre du sous-réseau rayonnant.
- un large domaine de balayage en élévatlon : L'utllisation de canaux pour les répartlteurs permet une très grande co~paclté sur le sou6-ré6eau san6 rlsque de couplage entre polar~satlon6. Le pas dans le plan d'élévation est ainsi con6idérablement rédult et autorise un large dépolntage en ~lévatlon.
- une longueur importante des sou6-réseaux : Les faibles pertes du répartlteur assurent un éclairement quasi-unlforme en amplitude et en pha6e du sou6-réseau. Sa longueur n'e6t llmitée que par la modiflcatlon de la loi d'éclaire~ent sur la bande pas6ante du ~ou6-réseau.
- un gain élevé : une adaptation parfaite de la directi~lté de 1'61émont rayonnant à celle de la mallle du réseau est obtenue grâce à
l'utllioation d'uno cavité concentrlquo dont le dlamètre permet d'a~uster très précisémont cette grandeur. Le domaine de réglage est 20 compris ontre 6 di3i pour des fentes quasi-découplées de la cavlté dont le périmètre, à la résonance, corrospond à la largeur d'onde guidée ~ g, et 9 d91 pour des fentes résonant à 8 1,5~ g. On couvre ainsi le domaine de6 mailles carrées de 0,56 à 0,8 ~ requise6 pour de tel6 résesux.
- des pertes par dépolntage simllaires dan6 le6 deux polarlsations : Les fentes annulaires sur cavité ont un diagrammo à
quasi-6ymétrie de révolution. Dans le plan d'élévation, le ~lngr~me e6t donc lnvarlant avoc la polarisation, co qui ~nrantit lea m~o~
pertes sur le domalne de balaya~e.
3~ - des sous-réseaux de faibles co~t et masse.
Une réalisatlon partlcullèrement avantageuse de l'antenne selon l'lnventlon e6t représent~e sur la flgure 2. Pour obtenlr une falble mas6e, l'antonne est constituée de trois substrats, d'envlron 0,1 mm d'épal6seur, dont les fonctlon6 sont le8 suivantes :
. un sub~trat inférieur 25 ayant :
. , '. ,.
. .
2aso~23 "',': :' ~ une face inférieure 26 localement cuivrée (zone 27) autour des connecteurs d'alimentation RF 28 et 29, collée au panneau structural; ~ :
~ une face supérieure 30 entièrement cuivrée (sauf épargne d'alimentation RF), utilisée co~me plan de masse;
~i des trous métallisés 31 reliant les deux surfaces.
. un substrat intermédiaire 32 ayant :
~i une face inférieure 33 cuivrée Rur les 6urfaces en regard avec les cloison6 formées par des entretoises conductrices 41;
~ une face supérieure 34 cuivrée sur les surfaces 42 en regard 10 avec les cloisons et sur les circuits 35 de répartition H et V;
~ des trous métallisés 44i, assurant la liaison électrique entre les deux plans de ma~se, qui sont disposés à la verticale des cloison . . .
formées par les entretoises 41; (les trou 36 servent pour la soudure des âmes des co~inecteurs 28 et 29 alimentant les répartiteurs H et lS V 35);
. un substrat supérieur 37 ayant :
~ une face lnférieure 38 entlèrement cuivrée sauf aux endroits des fentes annulaires 39 et servQnt de plan de masse au triplaque;
~ une face supérieure 40 entièrement décuivrée et faisant 20 fonction de rad8me.
Ces trois ~ubstrats 25, 32 et 37 sont espacés par les entretoises conductrices 41, par exemple en aluminium, qui délimiitent les cavités des fentes annulaires et les canaux des répartiteurs.
L'assemblaee peut être réalisé en une seule operation par 2; brassge au four après dépôt d'une préforme de soudure aux interfaces entre les entretoises et les substrats cuivrés, ou par étamage des entretoises. Les matériaux et procédés utilisés dans une telle réalisatlon garQnti~sent de très bonnes perrormances on co~t ot mas~e des sou6-reseaux.
Au niveau thormique, les entretoises de faibles dimensions et sans contlnuite dans le plan du réseau pormettent d'utiliser des matériaux à coefficient de dilatation faible, compatibles par exemple avoc un pannoau structural en carbono as6urant une grande rigidité à
l'antenne.
Dans le cas où un dépointage en azimut est spécifié, les . ' :.
W O 93/00723 PCT/FR92/00~7n 9 ~ 3 2 ~ :
sous-réseaux sont beaucoup plus courts, ce qui autorise de prévoir une antenne avec des pertes ohmiques légèrement plus élevées.
~ne variante de l'artenne précèdente est présenté sur la figure 3. L'antenne n'est alors constituée que de deux parties :
- une partie inférieure 45 en matériau conducteur : le plan de masse est réalisé par un substrat 43 de faible épaisseur sur lequel sont brasées les entretoises 46;
- une partie supérieure 47 en matériau diélectrique; C'e6t un substrat qui contient sur la face supérieure 48 les fentes annula~res 10 49 et sur la face inférieure 50 les répartiteurs de polarisation 51 et 52 et les excitateurs 53 de fentes. La continuité de la cavité des fentes annulaires dans le substrat est assurée par des t-rous métallisés 5~ qui relient les entretoises au plan de mssse de6 fentes.
L'alimentation des répartiteurs se fait par sonde coaxiale à travers 15 deux trous métallisé6 55 et 56 pour la continuité de masse entre la sonde et le triplaque.
Cette variante de l'inventlon conserve toutes le6 propri~tés de l'antenne représentée sur la figuro 1. Seules les pertes ohmique6 sont légèremont augmentées au profit d'une simplification de réalisation.
20 Cette augmentation de~ pertes tout à falt acceptable pour des sous-réseaux courts (~10 ~ ) est due à l'utili6ation :
- d'un répartiteur "triplaque 6uspendu" où l'énergie micro-onde se propage essentiellement dans le vide car les lignes sont supportées par une substrat très fin (environ 0,1 mm);
2; - d'un répartiteur "micro-ruban inversé" où la propagation se fait en grande partle dans le substrat diélectrique d'épaisseur plus forte (environ l mm).
L'invention permot, ainsi, dans l'une quolconquo te ces réallsatlons do former une antenno radar spatlal à synthèse 3~ d'ouverture c pronant un résoau de 1,33 x 10 m composé de sous-panneaux do 0,66 x lm2.
Le balayage en élévation nécessitant un pas entre les sous-réqoaux d'environ 0,7 ~ à 5,3 GHz, aucun balayage en aziout n'étant spéclflé, pour éviter un étage répar~lteur supplémentaire ~S alimentant des élé0ents rayonnants de faible longueur, des ~030~2~
-- 10 ~
sous-réseaux bipolarisés de la longueur du panneau (environ 1 m) sont donc les mieux adaptés. L'invention permet de satisfaire toutes ces spécifications avec des sous-réseaux de 24 fentes annulaire.
L'antenne as6ure donc les fonctions d'élément rayonnant et de répartiteur sur un seul niveau. Les espaceurs inférieurs et supérieurs sont réallsé6 par des demi-coquilles en aluminium assemblées par vis. -~
L'excitation des deux polarisations est réallsée par sondes coaxiales miniatures placées près du centre du réseau.
~ Les diagrammes de rayonnement pour les polarisations horizontale et verticale sont donnés su. les figures 4 et 5. Les diagra~mes de polarisation normale 60 et 61 dans leR plans d'azi~ut sont très proches de ceux d'ure ouverture équi-~mpl~tude équi-phase comme le montrent les lndlcateurs à "~" à + 3,22 qui correspondent aux premiers nuls d'une telle ouverture. Les diagrammes de polarisation 15 croisé~e 62 et 63 dans l'axe sont Inférieurs à 30 dB/max sur toute la bande passante. Pour juger de la quallté de l'antenne, les eains des deux polarisations doivent être comparés à la directlvité théorlque D
de la mallle du réseau tonnée par la formule :
~S
D 3 10 log A 2 ~ 22, ldB; S ~tant la surface de l'antenne.
On obtlent alor~ respectivcment, cn pola;risatlon6 horizontalc et vertlcale, des pertes de 1,5 d~ et de 2,5dB par rapport à cette grandeur. Ces perte~ incluent :
- Les erreurs d'excitation des 24 fentes vi6-~-vis d'une loi 2; équl-amplltude et équi-pha6e;
- Les pertes dues à la polarisatlon croiséc;
- Les pertes ohmlque6;
- Les portes de déssdaptation en entroe.
Cos r6sultats permottent de Juger do l'lnt~rôt do l'lnvontlon 30 pour la réallsatlon de sow-rcseaux linéalres d'antennos.
L'lnvention permet d'obtenir une antenne à double résonateur, comme représenté sur les flgure3 6 et 7 : Afln d'augmonter la bande pas~ante, ou de faire fonctlonner l'antenno ~ deux ~réquences ospacees, il e6t pos6ible de placer en bout de6 llgnes-répartlteurs, 35 telles que représentées 6ur les flgures 2 et 3, dan6 le même plan que .:
.
:., .
.
celles-ci, des disques 65 dont le diamètre e~t ajusté de façon à ce qu'ils résonnent à une ~réquence F2 différente de la ~réquence de résonance Fl de la fente annulaire située au-dessus.
- Si ~2 est proche de Fl, on peut ainsi faire fonctionner l'antenne sur une large bande.
- Si F2 est éloignée de Fl, on obtient une antenne bi-bande;
chacun des deux répartlteurs étant adapté à une bande particulière et excitant une des deux fentes annulaires.
Une telle réalisation est compatible avec les deux variantes de l'lnvention représentées précédemment: Dans la variante triplaque 6uspendu les fentes annulaires supplémentaires sont gravées soit sur la Sace supérieure soit sur la face inférieure du substrat supérieur.
Sur les figure6 6 et 7 les variante6 prises en compte sont respectivement celles illustrées aux figures 2 et 3; le 6ubstrat ~`
supérieur 37' représenté à la figure 6 étant muni, sur sa face supérieure 67, de fentes 69; des trous métallisés 66 étant prévus pour permettre la llalson masse fente-masse triplaque.
Il est bien entendu que la pré~ente inventlon n'a été décrite et `
représentée qu'à tltre d'exemple préférentiel et que l'on pourra ~ ;
remplacer ses éléments constltutifs par des éléments équivalents san6, pour autant, sortlr du cadre de l'inventlon. ~ ;
.
. ", ,:.
. ' .. ..
.' ~ ,.
3~
`. ,...'.
,..
':' .' .' '. ' ,:
~
: : :
'',' ' " ~' .
.
.
ERS (~aponais 1992) sont plus légers que les guldes et pormettent une bipolarlsatlon. Copendant leurs pertes linélque6 60nt élévées. Ceci llmite donc la loneueur dos 60us-réseaux à quelque6 longueurs d'onde (10 ~ au maximum); ce6 pert~s ne pormettant pa6 d'obtenir un 35 éclalroment uni:~rme sur le 60us-ré~esu.
2~:~D3~ :
...
L'antenne à réseau linéaire de l'invention a pour objet de satisfaire toutes ces spécifications. ~ -- L'invention propose, en effet, une antenne réseau linéaire composée d'un élément rayonnant formé d'un alignement de fentes 5 annulaires excitées par au mo$ns un élément répartiteur, caractérisée en ce que cet élément répartiteur est un répartiteur enterré, inclus dans l'élément rayonnant, et donc invisible de la face rayonnante de ladite antenne; de manière à éviter tout rayonnement parasite iS8U ` .
dudit répartiteur. Une telle antenne est prévue pour rayonner (ou 10 recevoir) simultanément dans deux polarisations linéaires, ou pour rayonner (ou recevoir) simultanément dans deux polarisations circulaires (droite et gauche).
Dans une réalisation avantageuse utilisant 6eulement trois niveaux de conducteurs ladite antenne comprend un radome intégré et un 15 étage répartiteur. Avantageusement ladite antenne ne comprend que des 6ubstrats de faible épaisseur, et donc de faible masse, espacés par des entretolsea conductrices sans contlnulté mécanique dans le plan du réseau, de manlère à éviter les dilatations différentielles avec les substrats. A~antageusement ladlte antenne comprend des bllndages, 20 entre polarisation8 d'un soUs-réseau et entre sous-réseaux adjacents, des éléments rayonnants et des répartiteurs de manière à éviter tout couplage entre ceux-ci.
Dans une réalisation particulière de l'invention, l'antenne est une antenne large bande utilisant des disques résonants gravés sur 25 l'étage répartlteur, resonant à une fréquence proche de celle des rentes annulaires.
Dans une autro réalisatlon particuliere de l'invention;
l'antenne ost une antenne bi-bande utilisant tes dlsques résonants gravés, sur l'étage répartiteur, resonant à une fréquence éloign~e de 3~ celle des fentes annulaires.
Une telle antenne présente de nombreux avantages; Elle permet d'obtonir notamment :
- de falbles pertes, , 2 ~ ,9~ 3 - un falble nl~eau de polarlsatlon crolsée sur le do~aine de balayage, -- une utllisatlon en blpo;arisation l'antenne rése~u selon l'lnventlon pouvant rayonrer (ou recevolr) slmultané~ent dans deux polarl6atlon~ llnéalre6 ou clrculalret (drolte et gauc~e);
- un large do~alne de balaya~e en él~vatlon;
- une longuour lmportante teo sous-roseaux;
- un ealn élové
- des pertes par dépolntago slmtlaires dans les deux polarlsatlons Los caractérlstlques et avantagos do 1'lnventlon ressortlront d'aillours d~ la deocriptlon qui va sulvro, ~ tltro d'exemple non li~ltatlf, en référenco aux flgures annoxoos sur lesquelles - la flgure 1 ~llwtro uno ~uo éclatoo d'un tronçon de sous-résoau d'une réalisatlon do l'antonno solon l'lnventlon;
- les ~lguros 2 ot 3 lllwtront doux ruos éclat60s do tronçons do soua-ré-oaux do roallsatlon~ do doux varlanto- do l'antonne solon l'invontlon;
- les fl~uros 4 ot 5 lllustrent roopoctlvemont leo dla~ra~meo de 20 rayonnemont powr les polarlsatlonJ horlzontalo et vortlcalo, - los fieuros e ot 7 llluatrent doux sutres varlantes do l'antonno solon l'lnvontlon L'antonno solon l'in~entlon est uno antonno résoau llnéalro composéo d'un allenemont do fontos arnulalres oxcit6en par aù moins un 2S ~lomont rép-rtltour enterré, inclus dans 1'ol6mont rayonnant, ot donc lnvl61blo do la faco rayonnanto do ladlto untonno; do m~nloro ~ ovltor tout rayonno~ont para-lto ~ssu dudit ropartitour Uno tollo antonno o~t provuo pour rayonnor lou rocovoir) slmultanémont dan- doux polarl~atlons linoairos; ou pour rayonnor (ou 30 rocovolr) slmultanémont dans doux polarlsatlons clrculalros (drolto et ~aucho) La ~l~uro 1 illustro un tronçon do souo-résoou d'uno tollo antonno qui comprond - uno doml-coqulllo ~nférlourç 10 on matorlau conducteur (aluminlum, ,`lbro do carbono motalllso~, ou plastlquo conductour par FEUILLE DE REMPLACEMENT
209~323 exemple) dans laquelle est réalisee la cavité 11 des éléments rayonnants et le conduit 12 des répartiteurs des deuY. polarisations;
- un premier substrat 13 très mince (par exemple d'environ O,l mm d'épaisseur), possédant un coefficient de dilatation proche de celui du matériau des demi-coquilles, sur lequel sont gravés, en face 6upérieure, les répartiteurs H et V 14;
- une demi-coquille 6upérieure 15 dan6 laquelle e6t réallsée le condult 16 des répartiteurs des deux polarisations et perc~ée (17) la partle supérieure de la cavité.
- un second 6ubstrst 18 identique au premier substrat dont une face 6upérleure 19 e6t entièrement décuivrée et l'autre 20 contient les fsntes annulaires gravées 21. Ce 6ub6trat a pour but de centrer les fentes annulaires au-de66us de6 cavltés et d'a66urer une fonction de radôme.
Pour un fonctionnement en "triplaque 6u6pendu" le6 deux demi-coquilles lO et 15 dolvent être rellées au mêmo potentlel. Cecl est assuré par le premler substrat grâce à la métallisation des surfaces en regard avec les deux demi-coqullle6 et à la présence d'un grand nombre de trous métalli6~s 61tué6 6ur la périphérie des cavlté6, 20 rellant ce~ deux surface6.
Une telle antenne a ét~ réallsée et te6tee sur des 80 w -ré~eaux de lO, 12 et 24 rentes annulalres. L'adéquatlon entre le6 6péclflcation6 du sous-résesu et se6 dlfrérents éléments con6tituants e6t donné ci-des60us; un tel sous-réseau permet d'obtenir :
- de ralblcs pertes : le répartlteur en technologie triplaque 6uspendu 6ur 6ubstrat très ~lnce et de falble tangento de perte a~ec de6 parois argontée6 a~uro parfaltemont cette fonction. L'61ément rayonnant ost réallsée dans la mêmo technoloelo, - un faible niveau do polarisatlon crolsée sur le domalne de 3~ balayage : Grfice à l'utillsatlon d'une technologie triplaque, on evite le rayonnement para6ite des llgnes et des coudes d'un r~partiteur grav~ 6ur le plan rayonnant. On génère un dlagramme dlfférence 6ur la poiarisation croi6ée, gr~ce à de6 répartiteurs symetriques par rapport à l'axe du r~seau. Ceci permet d'annuler le niveau, d~jà falble, de 35 polarisation croisée des fente6 arnulalres sur tout le domalne de . . . .
. .
_ 7 _ 2~9~323 balayage.
- une utllisation en bipolarisation : l'excitation des fentes annulaires est obtenue par deux polarisations linéaires orthogonales ou par deux polarisations circulaires en lnsérant un coupleur 3 dB à
deux sortle6 déphasées de 90 au centre du sous-réseau rayonnant.
- un large domaine de balayage en élévatlon : L'utllisation de canaux pour les répartlteurs permet une très grande co~paclté sur le sou6-ré6eau san6 rlsque de couplage entre polar~satlon6. Le pas dans le plan d'élévation est ainsi con6idérablement rédult et autorise un large dépolntage en ~lévatlon.
- une longueur importante des sou6-réseaux : Les faibles pertes du répartlteur assurent un éclairement quasi-unlforme en amplitude et en pha6e du sou6-réseau. Sa longueur n'e6t llmitée que par la modiflcatlon de la loi d'éclaire~ent sur la bande pas6ante du ~ou6-réseau.
- un gain élevé : une adaptation parfaite de la directi~lté de 1'61émont rayonnant à celle de la mallle du réseau est obtenue grâce à
l'utllioation d'uno cavité concentrlquo dont le dlamètre permet d'a~uster très précisémont cette grandeur. Le domaine de réglage est 20 compris ontre 6 di3i pour des fentes quasi-découplées de la cavlté dont le périmètre, à la résonance, corrospond à la largeur d'onde guidée ~ g, et 9 d91 pour des fentes résonant à 8 1,5~ g. On couvre ainsi le domaine de6 mailles carrées de 0,56 à 0,8 ~ requise6 pour de tel6 résesux.
- des pertes par dépolntage simllaires dan6 le6 deux polarlsations : Les fentes annulaires sur cavité ont un diagrammo à
quasi-6ymétrie de révolution. Dans le plan d'élévation, le ~lngr~me e6t donc lnvarlant avoc la polarisation, co qui ~nrantit lea m~o~
pertes sur le domalne de balaya~e.
3~ - des sous-réseaux de faibles co~t et masse.
Une réalisatlon partlcullèrement avantageuse de l'antenne selon l'lnventlon e6t représent~e sur la flgure 2. Pour obtenlr une falble mas6e, l'antonne est constituée de trois substrats, d'envlron 0,1 mm d'épal6seur, dont les fonctlon6 sont le8 suivantes :
. un sub~trat inférieur 25 ayant :
. , '. ,.
. .
2aso~23 "',': :' ~ une face inférieure 26 localement cuivrée (zone 27) autour des connecteurs d'alimentation RF 28 et 29, collée au panneau structural; ~ :
~ une face supérieure 30 entièrement cuivrée (sauf épargne d'alimentation RF), utilisée co~me plan de masse;
~i des trous métallisés 31 reliant les deux surfaces.
. un substrat intermédiaire 32 ayant :
~i une face inférieure 33 cuivrée Rur les 6urfaces en regard avec les cloison6 formées par des entretoises conductrices 41;
~ une face supérieure 34 cuivrée sur les surfaces 42 en regard 10 avec les cloisons et sur les circuits 35 de répartition H et V;
~ des trous métallisés 44i, assurant la liaison électrique entre les deux plans de ma~se, qui sont disposés à la verticale des cloison . . .
formées par les entretoises 41; (les trou 36 servent pour la soudure des âmes des co~inecteurs 28 et 29 alimentant les répartiteurs H et lS V 35);
. un substrat supérieur 37 ayant :
~ une face lnférieure 38 entlèrement cuivrée sauf aux endroits des fentes annulaires 39 et servQnt de plan de masse au triplaque;
~ une face supérieure 40 entièrement décuivrée et faisant 20 fonction de rad8me.
Ces trois ~ubstrats 25, 32 et 37 sont espacés par les entretoises conductrices 41, par exemple en aluminium, qui délimiitent les cavités des fentes annulaires et les canaux des répartiteurs.
L'assemblaee peut être réalisé en une seule operation par 2; brassge au four après dépôt d'une préforme de soudure aux interfaces entre les entretoises et les substrats cuivrés, ou par étamage des entretoises. Les matériaux et procédés utilisés dans une telle réalisatlon garQnti~sent de très bonnes perrormances on co~t ot mas~e des sou6-reseaux.
Au niveau thormique, les entretoises de faibles dimensions et sans contlnuite dans le plan du réseau pormettent d'utiliser des matériaux à coefficient de dilatation faible, compatibles par exemple avoc un pannoau structural en carbono as6urant une grande rigidité à
l'antenne.
Dans le cas où un dépointage en azimut est spécifié, les . ' :.
W O 93/00723 PCT/FR92/00~7n 9 ~ 3 2 ~ :
sous-réseaux sont beaucoup plus courts, ce qui autorise de prévoir une antenne avec des pertes ohmiques légèrement plus élevées.
~ne variante de l'artenne précèdente est présenté sur la figure 3. L'antenne n'est alors constituée que de deux parties :
- une partie inférieure 45 en matériau conducteur : le plan de masse est réalisé par un substrat 43 de faible épaisseur sur lequel sont brasées les entretoises 46;
- une partie supérieure 47 en matériau diélectrique; C'e6t un substrat qui contient sur la face supérieure 48 les fentes annula~res 10 49 et sur la face inférieure 50 les répartiteurs de polarisation 51 et 52 et les excitateurs 53 de fentes. La continuité de la cavité des fentes annulaires dans le substrat est assurée par des t-rous métallisés 5~ qui relient les entretoises au plan de mssse de6 fentes.
L'alimentation des répartiteurs se fait par sonde coaxiale à travers 15 deux trous métallisé6 55 et 56 pour la continuité de masse entre la sonde et le triplaque.
Cette variante de l'inventlon conserve toutes le6 propri~tés de l'antenne représentée sur la figuro 1. Seules les pertes ohmique6 sont légèremont augmentées au profit d'une simplification de réalisation.
20 Cette augmentation de~ pertes tout à falt acceptable pour des sous-réseaux courts (~10 ~ ) est due à l'utili6ation :
- d'un répartiteur "triplaque 6uspendu" où l'énergie micro-onde se propage essentiellement dans le vide car les lignes sont supportées par une substrat très fin (environ 0,1 mm);
2; - d'un répartiteur "micro-ruban inversé" où la propagation se fait en grande partle dans le substrat diélectrique d'épaisseur plus forte (environ l mm).
L'invention permot, ainsi, dans l'une quolconquo te ces réallsatlons do former une antenno radar spatlal à synthèse 3~ d'ouverture c pronant un résoau de 1,33 x 10 m composé de sous-panneaux do 0,66 x lm2.
Le balayage en élévation nécessitant un pas entre les sous-réqoaux d'environ 0,7 ~ à 5,3 GHz, aucun balayage en aziout n'étant spéclflé, pour éviter un étage répar~lteur supplémentaire ~S alimentant des élé0ents rayonnants de faible longueur, des ~030~2~
-- 10 ~
sous-réseaux bipolarisés de la longueur du panneau (environ 1 m) sont donc les mieux adaptés. L'invention permet de satisfaire toutes ces spécifications avec des sous-réseaux de 24 fentes annulaire.
L'antenne as6ure donc les fonctions d'élément rayonnant et de répartiteur sur un seul niveau. Les espaceurs inférieurs et supérieurs sont réallsé6 par des demi-coquilles en aluminium assemblées par vis. -~
L'excitation des deux polarisations est réallsée par sondes coaxiales miniatures placées près du centre du réseau.
~ Les diagrammes de rayonnement pour les polarisations horizontale et verticale sont donnés su. les figures 4 et 5. Les diagra~mes de polarisation normale 60 et 61 dans leR plans d'azi~ut sont très proches de ceux d'ure ouverture équi-~mpl~tude équi-phase comme le montrent les lndlcateurs à "~" à + 3,22 qui correspondent aux premiers nuls d'une telle ouverture. Les diagrammes de polarisation 15 croisé~e 62 et 63 dans l'axe sont Inférieurs à 30 dB/max sur toute la bande passante. Pour juger de la quallté de l'antenne, les eains des deux polarisations doivent être comparés à la directlvité théorlque D
de la mallle du réseau tonnée par la formule :
~S
D 3 10 log A 2 ~ 22, ldB; S ~tant la surface de l'antenne.
On obtlent alor~ respectivcment, cn pola;risatlon6 horizontalc et vertlcale, des pertes de 1,5 d~ et de 2,5dB par rapport à cette grandeur. Ces perte~ incluent :
- Les erreurs d'excitation des 24 fentes vi6-~-vis d'une loi 2; équl-amplltude et équi-pha6e;
- Les pertes dues à la polarisatlon croiséc;
- Les pertes ohmlque6;
- Les portes de déssdaptation en entroe.
Cos r6sultats permottent de Juger do l'lnt~rôt do l'lnvontlon 30 pour la réallsatlon de sow-rcseaux linéalres d'antennos.
L'lnvention permet d'obtenir une antenne à double résonateur, comme représenté sur les flgure3 6 et 7 : Afln d'augmonter la bande pas~ante, ou de faire fonctlonner l'antenno ~ deux ~réquences ospacees, il e6t pos6ible de placer en bout de6 llgnes-répartlteurs, 35 telles que représentées 6ur les flgures 2 et 3, dan6 le même plan que .:
.
:., .
.
celles-ci, des disques 65 dont le diamètre e~t ajusté de façon à ce qu'ils résonnent à une ~réquence F2 différente de la ~réquence de résonance Fl de la fente annulaire située au-dessus.
- Si ~2 est proche de Fl, on peut ainsi faire fonctionner l'antenne sur une large bande.
- Si F2 est éloignée de Fl, on obtient une antenne bi-bande;
chacun des deux répartlteurs étant adapté à une bande particulière et excitant une des deux fentes annulaires.
Une telle réalisation est compatible avec les deux variantes de l'lnvention représentées précédemment: Dans la variante triplaque 6uspendu les fentes annulaires supplémentaires sont gravées soit sur la Sace supérieure soit sur la face inférieure du substrat supérieur.
Sur les figure6 6 et 7 les variante6 prises en compte sont respectivement celles illustrées aux figures 2 et 3; le 6ubstrat ~`
supérieur 37' représenté à la figure 6 étant muni, sur sa face supérieure 67, de fentes 69; des trous métallisés 66 étant prévus pour permettre la llalson masse fente-masse triplaque.
Il est bien entendu que la pré~ente inventlon n'a été décrite et `
représentée qu'à tltre d'exemple préférentiel et que l'on pourra ~ ;
remplacer ses éléments constltutifs par des éléments équivalents san6, pour autant, sortlr du cadre de l'inventlon. ~ ;
.
. ", ,:.
. ' .. ..
.' ~ ,.
3~
`. ,...'.
,..
':' .' .' '. ' ,:
~
: : :
'',' ' " ~' .
.
.
Claims (10)
- REVENDICATIONS
l) Antenne réseau linéaire composée d'un élément rayonnant formé d'un alignement de fentes annulaires (21) excitées par au moins un élément répartiteur (14), cet élément répartiteur étant un répartiteur enterré
inclus dans l'élément rayonnant, et donc invisible de la face rayonnante de ladite antenne, de manière à éviter tout rayonnement parasite issu dudit répartiteur, ladite antenne caractérisée en ce qu'elle ne comprend que des substrats de faible épaisseur espacés par des entretoises conductrices sans continuité mécanique dans le plan du réseau de manière à éviter les dilatations différentielles avec les substrats. - 2) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite antenne est prévue pour rayonner (ou recevoir) simultanément dans deux polarisations linéaires.
- 3) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite antenne est prévue pour rayonner (ou recevoir) simultanément dans deux polarisations circulaires (droite et gauche).
- 4) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend un radome intégré et un répartiteur utilisant seulement trois niveaux de conducteurs.
- 5) Antenne réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comporte des blindages, entre polarisations d'un sous-réseau et entre sous-réseaux adjacents, des éléments rayonnants et des répartiteurs de manière à éviter tout couplage entre ceux-ci.
- 6) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- une demi-coquille inférieure (10) en matériau conducteur dans laquelle est réalisée la cavité (11) des éléments rayonnants et le conduit (12) des répartiteurs des deux polarisations;
- un premier substrat (13) très mince possédant un coefficient de dilatation proche de celui du matériau des demi-coquilles, sur lequel sont gravés en face supérieure les répartiteurs horizontal et vertical (14).
- une demi-coquille supérieure (15) dans laquelle est réalisé le conduit (16) des répartiteurs des deux polarisations et percée (17) la partie supérieure (17) de la cavité;
- un second substrat (18) identique au premier substrat dont une face supérieure (19) est entièrement décuivrée et l'autre (20) contient les fentes annulaires gravées (21);
les deux demi-coquilles (10 et 15) étant reliées au même potentiel. Ce qui est assuré par le premier substrat grâce à la métallisation des surfaces en regard avec les deux demi-coquilles et à
la présence d'un grand nombre de trous métallisés situés sur la périphérie des cavités, reliant ces deux surfaces. - 7) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- un substrat inférieur (25) ayant :
. une face inférieure (26) localement cuivrée (zone 27) autour de connecteurs (28 et 29) d'alimentation RF et collée au panneau structural;
. un face supérieure (30) entièrement cuivrée (sauf épargne d'alimentation RF) et utilisée comme plan de masse;
. des trous métallisés (44) reliant les deux surfaces;
- un substrat intermédiaire (32) ayant :
. une face inférieure (33) cuivrée sur les surfaces en regard avec les cloisons formées par des entretoises conductrices (41);
. une face supérieure (34) cuivrée sur les surfaces (35) en regard avec ces cloisons et les circuits de répartitions H et V;
. des trous métallisés (44) assurant la liaison électrique entre les deux plans de masse;
- un substrat supérieur (37) ayant :
. Une face inférieure (38) entièrement cuivrée sauf aux endroits des fentes annulaires (39) et servant de plan de masse au triplaque;
. Une face supérieure (40) entièrement décuivrée et faisant fonction de radôme;
Ces trois substrats (25, 32 et 37) étant espaces par des entretoises conductrices (41) qui délimitent les cavités des fentes annulaires et les canaux des répartiteurs. - 8) Antenne réseau selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comporte :
- Une partie inférieure (45) en matériau conducteur; Le plan de masse étant réalisé par un substrat de faible épaisseur sur lequel sont brasées des entretoises (46);
- Une partie supérieure (47) en matériau diélectrique qui est un substrat qui contient sur la face supérieure (48) les fentes annulaires (49) et sur la face inférieure (59) les répartiteurs de polarisation (51 et 52) et les excitateurs (53) de fentes. La continuité de la cavité des fentes annulaires dans le substrat étant assurée par des trous métallisés (54) qui relient les entretoises au plan de masse des fentes; L'alimentation des répartiteurs se faisant par sonde coaxiale à travers des trous métallisés (55 et 56) pour la continuité de masse entre la sonde et le triplaque. - 9) Antenne réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite antenne est une antenne large bande utilisant des disques résonants (65) gravés sur l'étage répartiteur résonant à une fréquence proche de celle des fentes annulaires.
- 10) Antenne réseau selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite antenne est une antenne bi-bande utilisant des disques résonants (65) gravés, sur l'étage répartiteur, résonant à une fréquence éloignée de celle des fentes annulaires; un répartiteur excitant le disque résonnant et l'autre la fente annulaire.
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR91/08080 | 1991-06-28 | ||
| FR9108080A FR2678438B1 (fr) | 1991-06-28 | 1991-06-28 | Antenne reseau lineaire. |
| PCT/FR1992/000570 WO1993000723A1 (fr) | 1991-06-28 | 1992-06-23 | Antenne reseau lineaire |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2090323A1 true CA2090323A1 (fr) | 1992-12-29 |
Family
ID=9414474
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002090323A Abandoned CA2090323A1 (fr) | 1991-06-28 | 1992-06-23 | Antenne reseau lineaire |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP0520908B1 (fr) |
| JP (1) | JPH06500909A (fr) |
| CA (1) | CA2090323A1 (fr) |
| DE (1) | DE69230709T2 (fr) |
| FR (1) | FR2678438B1 (fr) |
| WO (1) | WO1993000723A1 (fr) |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2703516A1 (fr) * | 1993-04-02 | 1994-10-07 | Europ Agence Spatiale | Antenne à ondes progressives. |
| SE9603565D0 (sv) * | 1996-05-13 | 1996-09-30 | Allgon Ab | Flat antenna |
| DE19712510A1 (de) * | 1997-03-25 | 1999-01-07 | Pates Tech Patentverwertung | Zweilagiger Breitband-Planarstrahler |
| SE511064C2 (sv) * | 1997-12-12 | 1999-07-26 | Allgon Ab | Tvåbandsantenn |
| US6054953A (en) * | 1998-12-10 | 2000-04-25 | Allgon Ab | Dual band antenna |
| DE10316786A1 (de) | 2003-04-11 | 2004-11-18 | Kathrein-Werke Kg | Reflektor, insbesondere für eine Mobilfunk-Antenne |
| DE10316787A1 (de) | 2003-04-11 | 2004-11-11 | Kathrein-Werke Kg | Reflektor, insbesondere für eine Mobilfunk-Antenne |
| US10446928B2 (en) | 2017-06-09 | 2019-10-15 | Mitsubishi Electric Corporation | Phased array antenna |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ES2072266T3 (es) * | 1987-11-13 | 1995-07-16 | Emmanuel Rammos | Antena plana con microcinta suspendida y planos de masa autoportantes de ranuras radiantes espesas sin plots de posicionado. |
| US4929959A (en) * | 1988-03-08 | 1990-05-29 | Communications Satellite Corporation | Dual-polarized printed circuit antenna having its elements capacitively coupled to feedlines |
-
1990
- 1990-06-23 JP JP50136093A patent/JPH06500909A/ja active Pending
-
1991
- 1991-06-28 FR FR9108080A patent/FR2678438B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1992
- 1992-06-23 WO PCT/FR1992/000570 patent/WO1993000723A1/fr active Application Filing
- 1992-06-23 CA CA002090323A patent/CA2090323A1/fr not_active Abandoned
- 1992-06-26 EP EP19920401820 patent/EP0520908B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1992-06-26 DE DE1992630709 patent/DE69230709T2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP0520908A1 (fr) | 1992-12-30 |
| FR2678438A1 (fr) | 1992-12-31 |
| EP0520908B1 (fr) | 2000-03-01 |
| JPH06500909A (ja) | 1994-01-27 |
| FR2678438B1 (fr) | 1993-09-03 |
| DE69230709T2 (de) | 2000-09-28 |
| DE69230709D1 (de) | 2000-04-06 |
| WO1993000723A1 (fr) | 1993-01-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2532046B1 (fr) | Antenne plane à balayage pour application mobile terrestre, véhicule comportant une telle antenne et système de télécommunication par satellite comportant un tel véhicule | |
| CA2037841C (fr) | Systeme d'antenne imprimee active a haut rendement pour radar spatial agile | |
| EP2532050B1 (fr) | Antenne plane directive embarquée, véhicule comportant une telle antenne et système de télécommunication par satellite comportant un tel véhicule | |
| CA2243603C (fr) | Structure rayonnante | |
| EP0520851B1 (fr) | Antenne mixte pour réception de signaux émis simultanément par satellite et par stations terrestres, notamment pour la réception de signaux de radiodiffusion sonore numérique | |
| FR2810163A1 (fr) | Perfectionnement aux antennes-sources d'emission/reception d'ondes electromagnetiques | |
| EP2710676B1 (fr) | Element rayonnant pour antenne reseau active constituee de tuiles elementaires | |
| CA2869648A1 (fr) | Repartiteur de puissance compact bipolarisation, reseau de plusieurs repartiteurs, element rayonnant compact et antenne plane comportant un tel repartiteur | |
| FR2645353A1 (fr) | Antenne plane | |
| CA2090323A1 (fr) | Antenne reseau lineaire | |
| FR2657729A1 (fr) | Antenne en guides d'ondes a fentes, notamment pour radars spatiaux. | |
| EP0430745A1 (fr) | Antenne à polarisation circulaire, notamment pour réseau d'antennes | |
| EP1949496B1 (fr) | Systeme d'antenne plate a acces direct en guide d'ondes | |
| CA2808511C (fr) | Antenne plane pour terminal fonctionnant en double polarisation circulaire, terminal aeroporte et systeme de telecommunication par satellite comportant au moins une telle antenne | |
| EP4046241B1 (fr) | Antenne-reseau | |
| EP3900113B1 (fr) | Antenne microruban élémentaire et antenne réseau | |
| EP0337841A1 (fr) | Antenne boucle large bande à alimentation dissymétrique, notamment antenne pour émission, et antenne réseau formée d'une pluralité de telles antennes | |
| FR2724491A1 (fr) | Antenne plaquee miniaturisee, a double polarisation, a tres large bande | |
| FR2947391A1 (fr) | Systeme antennaire compacte omnidirectionnel et large bande comportant deux acces emission et reception separes fortement decouples | |
| EP0429338A1 (fr) | Antenne à polarisation circulaire, notamment pour réseau d'antennes | |
| FR2842025A1 (fr) | Dispositif rayonnant bi-bande a polarisations coplanaires | |
| EP4391232A1 (fr) | Dispositif d'adaptation d'impedance a grand angle pour antenne reseau a elements rayonnants et procede de conception d'un tel dispositif | |
| FR2966647A1 (fr) | Antenne a fente et a ondes de surface de grande dimension | |
| FR2751138A1 (fr) | Antenne microruban a polarisations multiples, notamment antenne elementaire pour reseau de type dalle | |
| FR3016101A1 (fr) | Structure antennaire compacte pour telecommunications par satellites |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| FZDE | Discontinued |