CA2228640A1 - Antenne resonnante pour l'emission ou la reception d'ondes polarisees - Google Patents
Antenne resonnante pour l'emission ou la reception d'ondes polarisees Download PDFInfo
- Publication number
- CA2228640A1 CA2228640A1 CA002228640A CA2228640A CA2228640A1 CA 2228640 A1 CA2228640 A1 CA 2228640A1 CA 002228640 A CA002228640 A CA 002228640A CA 2228640 A CA2228640 A CA 2228640A CA 2228640 A1 CA2228640 A1 CA 2228640A1
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- antenna
- antenna according
- crown
- skirt
- polarization
- 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
- H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
- H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
- H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
- H01Q15/10—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism comprising three-dimensional array of impedance discontinuities, e.g. holes in conductive surfaces or conductive discs forming artificial dielectric
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
- H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
- H01Q15/12—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism functioning also as polarisation filter
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
- H01Q5/42—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more imbricated arrays
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Abstract
L'antenne selon l'invention comprend un élément résonnant rayonnant (22) pour émettre des ondes hyperfréquences polarisées. Elle est caractérisée en ce qu'elle comporte un premier moyen diffractant, tel qu'une couronne (30), pour rayonner les ondes selon un angle supérieur à l'angle d'émission de l'élément rayonnant (22), et un second moyen diffractant, tel qu'une jupe (34), qui corrige la pureté de polarisation des ondes au moins dans des directions angulaires éloignées de la direction axiale (12) de l'antenne.
Description
.
AN1~L_~ RÉSoNN~NTE Po~R L'Éh~ ~ o~ LA K~11~ D'oNDES
L'invention est relative à une AntPnn~ d'émission ou de réception du ~n~;ne des hyperfr ~lpncps. Elle concerne plus par-ticuliè~ t une antenne resnnnAnte plate, par exemple réalisée en technologie microruban.
Les antennes de ce type présentent un faible encc~bre-ment et une faible masse. Elles sont donc utilisées pour les app-lications embarquées, notAmmPnt pour les véhicules spatiaux et les sa~tellites.
On a souvent besoin, en particulier pour les applica-tions spatiales, d'antennes omnidirectionnelles, c'est-à-dire pouvant émettre ou recevoir dans un angle solide de grande valeur.
Mais on a constaté que l'exigence d'a[ulidirectionnalité
est difficile à concilier avec l'exigence de conservation de la purete de la polarisation des ondes électl~l~y-létiques à émettre ou recevoir.
En particulier, quand l'onde à émettre (ou recevoir) doit présenter une polarisation circulaire, il faut conserver un taux cl'ellipticité proche de 1 dans toutes les directions d'émis-sion ~ou de réception).
Le plus souvent, la dégradation de la pureté de pola-risati.on est la plus élevée pour les directions les plus éloi-gnées de l'clxe de l'antenne.
L'invention vise à fournir une antenne L~u.~ ntP qui présente une couverture angulaire maximale avec une pureté de polari.sation préservée dans cette couverture angulaire.
L'antenne selon l'invention ~r ~s~lte un éle'ment rayon-nant central résonn~nt et elle est caractérisée en ce qu'elle comporte, de préférence autour de cet élément, un premier moyen diffractant pour augmenter l'angle d'émission de 1'~1e'~Pnt rayon-nant et un second moyen diffractant pour a~o~Ler une colL~Lion de pureté de polarisation au moins pour des directions ;ncl ;n~es - par rapport à l'axe de l'antenne.
Chaque élément diffractant présente une ~;mPn~ion au plus ~lu même ordre de gr~ellr que la longueur d'onde à ~mettre (ou recevoir).
Dans un mode de r~alisation, le premier moyen diffrac-tant, destiné à augmenter l'angle d'ouverture du faisceau à émet-tre, comporte une couronne conductrice centrée sur l'axe de l'an-tenne et entourant l'élément rayonnant, cette couronne étantavantageusement sensiblement dans le même plan que l'élément rayonndnt, et le second moyen diffractant cull~L~ld une jupe conductrice disposée à prQximité de la couronne et du côté qui est opposé à la direction du rayonnement, l'inclinaison de la jupe par ~d~oLL à la couronne déterminant la direction dans laque:Lle la correction de polarisation est principalement effec-tuée.
Dans un mode de réalisation, le rebord interne de la jupe est soli~aire du rebord interne de la couronne, cette jupe et cette couronne formant, par exemple, une pièce d'un seul tenan~. On a constaté que, en ce qui concerne la cu~L~ion de purete de polarisation, de meilleurs résultats étaient obtenus si le pllls grand diamètre de la jupe est supérieur au diamètre exté-rieur de la couronne.
L'élément rayonnAnt résonnant est soit un élément conducteur plein ("patch'l), par ext--,~le de forme carrée ou circu-laire, soit une couronne conductrice, soit une fente prévue dans un éll~ment conducteur. De toute facon, pour une longueur d'onde donnée à émettre (ou recevoir), on a intérêt, pour maximiser l'omn-i~;rectionnalité, à prévoir une ~nt~nne en forme d'anneau, ces formes permettant de ~;n;m;fier llPncu~llJL~ t. L'~nn~ est soit conducteur, soit sous forme d'une fente. La m;nim;sation de l'enct~-~Le"~lt de l'élément L~ol~lant, et donc la maximisation de l'a~ni~;rectionnalité~ peut aussi être obtenue en déposant l'élé-ment conducteur résonnant sur un diélectrique de permittivité
imporlante. Toutefois, l'au~nt~tion de la permittivité n'est ~ pas favorable à la pureté de polarisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réa-lisat:ion, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annex~s sur lesquels :
la figure 1 est un schéma en coupe d'une antenne selon l'invention, utilisable pour deux h~n~eS de fréquences, les figures la, lb et lc sont des diay~ l~s mettant en évidence des avantages de l'antenne de la figure 1, la figure 2 est un schéma en plan d'un anneau d'une antenne conforme ~ 1'invention, la figure 3 est un schéma en plan des deux anneaux d'une antenne selon l'invention, mais pour un autre mode de réa-lisation, la fiyure 4 est un schéma en perspective éclatée d'une antenne du type de celle de la figure 1, la fiyure 5 est un schéma électrique d'alimentation d'un anneau de l'antenne de la figure 4, la figure 6 est un schéma correspon~nt à un mode de réalisation de la figure 5, la figure 7 est un schéma correspnn~nt aussi à un mode de réalisation de la figure 5, la figure 8 est un schéma simplifié correspondant à
celui de la figure 1, mais pour une variante, et la figure 9 est un schéma en plan d'un ~nne~ll pour une variante.
L'antenne représentée sur la figure 1 est destinée à
recevl~ir ou émettre des signaux hyperfréquences selon deux ban-des, à savoir, d'une part, la bande S à 2 GHz et, d'autre part, la ba~lde UHF à 400 MHz.
Cette antenne est principalement destinée à être im-planti~e sur des satellites de petite taille, tels que des satel-lites affectés à la loc~ At;on d'objets ou pour des missions de mesure ou de téléco~m~n~p avec des satellites conventionnels. Du - fait de cette application, elle doit présenter un enc~~ le~lt réduil_, une large couverture angulaire pour les deux h~n~P~ de fréq~ nc~s ainsi qu'une polarisation circnl~;re avec un taux d'ellipticité convenable sur cette large couverture angulaire, notamnent pour les orientations les plus éloignées de 1'axe.
L'antenne 10 représentée sur la figure 1 est du type combiné. Elle est formée par l'association de deux antennes pla-naires concentriques, respectivement 14 et 16. Chacune desantennes 14 et 16 et l'ensemble 10 présentent un axe 12 de symé-trie de rotation. L'antenne centrale 14, de plus petites dimen-sions, est destinée à la bande S à 2 GHz et l'antenne extérieure 16, de plus grandes ~imPnsions, est destinée à la bande UHF à 400 MHz.
Chacune des antennes individuelles 14, 16 c~-~o~e un substrat diélectrique, respectivement 18 et 20, sur lequel est dépos~ un ~nnP~A~l conducteur, respectivement 22 et 24. Les deux anneaux 22 et 24 sont centrés sur l'axe 12.
Des exemples de réalisation des ~nneAIl~ conducteurs 22 et 24 seront décrits ci-après en relation avec les figures 2 et 3.
Chacun des substrats est enfenmé dans un loy~ t métallique de forme cylindrique d'axe 12. Le loy~ t pour l'an-tenne 14 a la référence 25 et le loy~ t pour l'antenne 16 a la référence 26. Ce ~rn;~r 10J~I~r~lt est limité, d'une part, par une paroi extérieure cylindrique 261 et, d'autre part, par une paroi cylindrique intérieure 262 à faible distance de la paroi du loge-ment 25.
L'espace 28 m~nagé entre la paroi du lc~ t 25 et la paroi 262 a une longueur (dans la direction de l'axe 12) égale au quart de la longueur des ondes en bande S, c'est-à-dire 35 mm environ. Il est ouvert, en 29, du côté où se produit l'émission.
Il constitue un piège destiné à em~pêcher la propagation des cou-rants de fuite de l' ~nne~ll 22 vers l' ~nn~ll 24.
Un anneau m~tallique de remplissage 36 peut être dis-posé au fond de l'espace 28 pour ajuster la longueur (parallèle-ment à l'axe 12) de cet espace 28 afin qu'elle soit égale au quart de la longueur d'onde de la bande S.
Les parois 25 et 262 peuvent être formees à partir de la même feuille de métal.
Autour du loyt"~lt 26, sensiblement dans le plan de l'anneau 24, et donc perpendiculaire à l'axe 12, se trouve un anneau ou couronne métallique 30.
Le rebord intérieur 32 de la couronne 30 se raccorde une jupe 34 s'éloignant, d'une part, de la couronne 30 en direc-tion du fond du loy~ t 26 et, d'autre part, de l'axe 12. Dans un e~emple l'angle formé, clans le plan de la figure 1, par le plan de la couronne 30 et la jupe 34 est de l'ordre de 45~.
L'anneau 22 rayonne dans un cône d'axe 12 de demi-angle au sc~met ~ égal à environ 60~. Il subsiste cependant un rayon-nement extérieur à ce cône. La couronne 30 a pour but de dif-fracter les ondes déviées vers l'extérieur afin d'augmenter l'c~-nidirectionnalité de l'antenne 14.
Cependant, on a constaté que la couronne 30 avait ten-dance à dégrader la polarisation circulaire du ra~o..~ t, c'est-à-dire à dégrader le taux d'ellipticité. L'expérience a montré que la jupe 34 permettait de conserver un taux d'ellip-ticité des ondes à polarisation cir~ll~;re proche de 1, surtout pour les directions formant un grand angle avec l'axe 12.
Le taux d'ellipticité peut être réglé empiriqll~m~nt en faisant varier l'orientation de la jupe 34, c'est-à-dire l'angle qu'ell~e forme avec le plan de la couronne 30 ainsi qu'en faisant varier ses A;m~ncions.
L'arête extérieure 341 de la jupe 34 est plus éloignée de l'a~e 12 que l'arête extérieure 301 de la couronne 30.
Dans un ex~.~le, le diam~tre intérieur de la couronne 30 est de 256 mm, son diam~tre extérieur de 300 mm, t~nA;C que le diamètre extérieur de la jupe 34 - qui a une forme générale tron-conique - est de 348 mm.
On pense que la jupe 34 crée une diffraction des ondes en ban/1e S qui s'oppose à l'effet négatif de la couronne diffrac-tante :30 sur le taux d'ellipticité des ondes en bande S.
Il est à noter que les 1~J .._ ..ts ou cavités 25 et 26 contribuent à symetriser le diay~ l~ de rayonn~mPnt autour de l'axe :12 et à améliorer le taux d'ellipticité.
Dans l'exemple, les substrats diélectriques 18 et 20 présenl-ent une permittivité diélectrique relative Er de l'ordre de 2,5. Comme indiqué ci-dessus, plus cette permittivité dié-lectrique est élevée, plus les ~;m~n.cions des antennes peuvent être réduites. Cependant, l'au~mPnt~tion de la constante diélec-trique est défavorable au n~;nt;en de la polarisation circulaire.
C'est ]~ourquoi, dans 1'exemple, la constante ~r ne dépasse pas la valeur 2,5.
Les figures la, Ib et lc sont des diayLc~ ~s permettant de mettre en évidence les avantages, d'une part, du piège quart d'onde constitué par l'espace ~nn~ ;re 28 et, d'autre part, des élémen~s diffractants 30 et 34.
Sur chacun de ces diayLc~lles, on a porté en abscisses, l'élévation ~ (en degrés), c'est-à-dire le demi-angle du cône d'émussion d'axe 12, et en ordonnées, les amplitudes en décibels des ray~nnPmPnts en polarisation normale et en polarisation croi-sée.
La fiy-ure la est un diay..~ ~ pour une antenne analogue à cel:Le de la figure 1 mais dépourvue, d'une part, du piège quart d'onde 28 et, d'autre part, des éléments diffractants 30 et 34.
La courbe 40 correspond à la polarisation normale et les courbes 41 correspon~nt à la polarisation croisée. La pureté
de la polarisation circulaire est d'autant plus grande qu'est grand l'écart entre les courbes 40 et 41. On voit ainsi que pour un angle ~ de 0~, c'est-à-dire selon l'axe 12, l'émission est selon une polarisation cirt~ ;re. Par contre, auand on s'éloiyne de l'.~xe 12, la polarisation cir~-lAire se ~éyLd~e notablement.
En outre, l'~mission s'affaiblit sensiblt~ment dès qu'on s~élo:iy-ne de l'axe 12.
La figure lb cot~v~,~ à une antenne analogue à celle de la figure 1, avec un piège 28 quart d'onde, ~ nllAnt dépour-vue des éléments diffractants 30 et 34.
On constate que l'~ .;A;rectionnAl;té ainsi que la purete de polarisation circulaire sont améliorés par ld~OL L au cas de la figure la. Toutefois, la pureté de polarisation circu-laire n'est pas entièrement satisfaisante entre 30~ et 60~, la 20distance entre les courbes 411 et 401 restant relativement faible.
Le diay~ ,~ de la figure lc correspond à 1'antenne représentée sur la figure 1, avec un pilège quart d'onde 28, la couro:nne 30 et la jupe 34. On constate, par rapport à la figure lb, que l'c~niA;rectionnalité est tout à fait satisfaisante jus-qu'à un angle ~ de 60~. En outre, la pureté de polarisation cir-culaire est nettement am,éliorée entre les angles 30~ et 60~, la distance entre les courbes 4~2 et 412 ~tant 6ensiblement plus importante.
30Selon une disposition de l'invention, la cc~pacité de 1'antenne est augmentée en conférant une forme crénelée ou en m~n~res aux anneaux 22 et 24.
Dans l'exemple de la figure 2, l'Ann~Al~ 22 c~-~oL~e, régulièrement répartis autour de l'axe 12, huit ~eyll~ s internes 35461 d 468 alternés avec huit segments externes 481 à 488. Ces segn~lts 46 et 48 en forme d'arcs de cercles se raccoldellt à
leurs extrémités par des segments rectilignes 50, de directions radia].es. Ainsi, les se~mPnts radiaux sont, dans cet exemple, au nombre de seize. Bien que non L~ s~l~é sur la figure 2, l'an-neau i!4 est hamothétique de l'Ann~All 22.
Dans l'exemple de la figure 3, on prévoit, pour les antennes S 22' et UHF 24', quatre s~J~ tS internes et quatre sey~ Ls P~tPrnPS.
La longueur d'onde guidée du ray.,~ -.t à transmettre est directement ~Lu~oLLionnplle à la longueur électrique de l'an-neau c~e l'antenne réso~nAntP 14 ~14') ou 16 (16'). Cette longueur électrique est égale à la somme des longueurs de tous les seg-- ments 46, 48 et 50.
P~Lnsi, pour une même longueur d'onde guidée, c'est-à-dire pour une même fréquence, une antenne selon l'invention pré-sente un enc~,~el.c~lt plus réduit qu'une antenne ayant une forme simplement circulaire. En effet, on constate que, par Ld~L~ à
un AnneA~l circulaire ayant le m~me diamètre que le cercle sur leque:L sont disposés les se~J,.~. ItS 48, la longueur électrique est augmentée d'environ la somme des longueurs des segments 50.
Cependant, on a constaté que plus la longueur des seg-ments 50 est grande et plus le rPn~PmPnt de l'antenne ~;minn~.
L'impedance de rayo,~ l~llt de l'antenne ~;m;nne car le ruban métal:Lique masque davantage l'ouverture ; ainsi, la ~ ol~ion d'éne'~yie dissipée dans le conducteur ou le diélectrique est plus imporlante. Il est donc préférable que le rapport entre le dia-mètre extérieur et le diamètre intérieur soit au plus de l'ordre de deux.
Par ailleurs, on a observé que la présence des se~mPnts 50 de directions radiales n'altérait pratiquement pas le taux d'ell:ipticité de la polarisation du rayonnP~Pnt. En effet, un segment de direction radiale a aussi pour inconvénient de pertur-ber le taux d'ellipticité. Toutefois, on pense que c'est la suc-cession de segments parcourus par des courants en sens contraires qui cl~mpense l'effet négatif sur le taux d'ellipticité.
Il faut donc ~L~l~L~ garde à disposer ces se~m~nts de façon telle que l'on obtienne cette ccx~pensation.
La figure 4 montre, en ~eL~e~Live éclatée, les divers élémen.ts constitutifs de l'antenne co~h; n~e avec des ~nn~nX 22' et 24' du type de ceux de la figure 3.
Comme on peut le voir sur cette figure, la couronne 30 et la jupe 34 ;~cl'~ée à 45~ constituent une pièce d'un seul tenant 50.
Les ~nnp~llx 24' et 22' sont réalisés par gravure sur des substrats diélectriques, respecti~ t 18 et 20, en un maté-riau ~l~n~mm~ 'Ipolypenco". Sur la figure 4, on a représenté les Ann~nx 22~ et 24~ séparés des substrats 18 et 20 ; mais il va de ~ soi q~le ces ~nn~ x sont déposés sur les substrats respectifs 18 et 20.
Entre le fond 52 du loy~ t 25 et le substrat 18 est disposé un répartiteur 54 qui sera décrit plus loin en relation avec les figures 5 à 7.
Un câble coaxial 60 traverse le fond 52 du loy~ t 25 pour a~ener le signal d'excitation au répartiteur 54. Le rôle de ce dennier est de répartir, avec des ~éph~s~ges a~.o~Liés, le signal d'excitation entre les quatre se~c~lts extérieurs 48' de 1 ' 2~nnezlll 14 ' .
De même, entre le fond 56 du loy~lle~lt 26 et le diélec-trique 20, est disposé un répartiteur 58.
Un câble coaxial 62 traverse le fond 56 pour ~m~n~r le signal d'excitation UHF vers le répartiteur 58 qui distribue, avec cles ~ph~ages appropriés, ce signal d'excitation entre les quatre sey~ lts extérieurs de 1~ ~nn~n 24l.
Les figures 5, 6 et 7 représentent le répartiteur 54.
Les circuits 64, représentés sur les figures 5 et 6, permettent, à partir du signal d'excitation fourni par le coaxial 60, d'obtenir une polarisation cir~ll~;re. A cet effet, ils ali-menten.t les quatre segments extérieurs 48' avec des ~ph~ ges successifs de 90~.
Le signal amené par le coaxial 60 est appliqué sur une entrée 66 qui, comme montré sur la figure 5, est connectée à
l'entrée d'un ~é~hAReur 70 de 180~ par l'interm~iA;re d'un trans~Eormateur 68. La sortie 701 sans ~phA~age du ~éphA.seur 70 est n~liée à un port 74 qui est connecté lui-même à un ~PphAceur 78 de 90~ par l'interm~d;A;re d'un transformateur 76. La sortie 702 à ~é~hAcAge de 180~ du ~PphA~eur 70 est reliée à un autre port 80, lequel est cnnnPcté à un second ~PphA~eur 84 de 90~ par l'inter~ ;re d'un transformateur 82.
La sortie 781 sans ~phA~age du ~phAseur 78 est reliée à une première sortie 90l du circuit 64 par l'inter~;A;re d'un trans:Eormateur 86 et d'un adaptateur 88. La sortie 90l est ~ connectée à un premier sey~ t extérieur de l'~nnPA-l 22'.
De même, la sortie 782 de ~P~hA~age 90~ du ~éph~eur 78 est reliée à une seconde sortie 902, par l'interm~; A; re d'un autre transformateur et d'un autre adaptateur. La sortie 902 est reliée à un second seyll~lt extérieur de l'anneau 22'.
La sortie sans ~éph~A~age 841 du ~PphAseur 84 est reliée à la troisième sortie 903 par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un adaptateur. Cette sortie 903 est reliée à un troisième segment extérieur de l'anneau 22'.
Enfin, la sortie 842 de ~éphAsage de 90~ du ~pphAceur 84 est reliée à la quatrième sortie 904 du circuit 64 par l'in-term~1;A;re d'un transformateur et d'un adaptateur. Cette sortie 904 est reliée à un quatrième segment extérieur de l'anneau 22'.
Le signal sur la sortie 90l est en phase avec le signal d'ent:rée sur le premier port 66, tAn~is que les signaux sur les sorties 902, 903 et 904 sont déphasés respectivement de 90~, lB0~
et 270~ par ~d~por~ au signal d'entrée.
Les divers éléments du circuit de la figure 5 sont réa-lisés à l'aide de découpes métalliques représentées sur la fi-gure 6. Sur cette dernière, on a indiqué les mêmes éléments que ceux ~1e la figure 5, avec les mêmes chiffres de références.
Les sorties 90l à 904 se trouvent à la périphérie des découpes et régulièrement réparties; ces sorties sont au droit des segments extérieurs de l'~nne~l 22' auxquels elles sont rac-cordées.
Ccmne on peut le voir sur la figure 7, les découpes mét~ ues sont en sandwich entre des diélectriques réparti-5teurs, respectiven~nt 102 et 104.
La connexion de chaque sortie 90 du circuit 64 au seg-n~nt e!xtérieur corre~o~ de l'~nnP~-l s'effectue par l'inter-;re d'une sonde 92. On prévoit donc quatre ~on~s. Sur la figure 7, on a représenté la sonde 921.
10Le répartiteur 64, 102, 104 est enfern~ dans un loge-ment n~tAll;que 106 constituant un piège en~rh~nt l'excitation d'ondes de surface sur le répartiteur.
- En variante, à la place de rubans, ou découpes métal-liques, le circuit 64 est réalisé à l'aide de gravures n~tal-liques sur un substrat.
Dans l'exemple représenté sur la figure 8, on prévoit trois antennes concentriques, respectivement 110, pour l'antenne centrale, 112 pour l'antenne inter~ ;re et 114 pour l'antenne la plus extérieure.
20Ccxnne dans la r~l;s~tion représentée sur la figure 1, une couronne 30 de diffraction entoure l'antenne la plus exté-rieure et cette couronne 30 est solidaire d'une jupe 34 orientée sensiblement à 45~ par ~ olL au plan de la couronne 30. ~gale-ment comme dans la r~l;s~tion de la figure 1, un piège quart d'onde 28 empêche la propagation d'un courant de fuite de la cavité excitée vers les cavités environnantes. De façon analogue, un pi~ge quart d'onde 116 empêche la propagation d'un courant de fuite vers l'antenne 114.
Le piège 116 est de longueur (selon l'axe) plus y~lde que le piège 28 car il est destiné à él;m;n~r des longueurs d'onde plus grandes, celles des signaux émis par l'antenne 112.
Bien entendu, on peut prévoir un nc~bre d'antennes concentriques supérieur à trois.
'Bien clue les exemples décrits ci-dessus concernent des antennes à anneaux résonnants fonmés par un conducteur métal-lique, on C~L~1d ais~,-r~lt que l'invention s'applique aussi à
une .~ntPnnP réalisée par une fente dans un conducteur. Pour certA-i nP~ applications, not~ t celles pour lesquelles l'échi~uffement doit être min;m;~é, cette rP~ tion à fente sera préfé:rée.
- La variante représentée sur la figure 9 représente une cavite Anm~lAire resonnAnte qui s'applique plus particuli~r~"~
à une Ant~nne à fente. Toutefois, cet exemple pourrait s'appli-quer ,~ussi à une AntPnnP à AnneA~l r~onnAn~ formé par un conduc-teur Tnétalligue.
L'AnneAll 130 est constitué par une fente 132 dans unconducteur metAll;que 134. Cet AnneAll 130 forme des TnP~nAres - ayant chacun sensiblement la forme d'un pétale. Le nombre de pétales est, dans cette ré~lisAtion, égal à 8.
15Bien que dans les exemples décrits ci-dessus, l'excita-tion soit réalisée sur les sP~J,~-~-Ls extérieurs ~ l'aide d'un câble coaxial, on peut également prévoir une excitation par cou-plage de prQximité avec une ligne microruban ou avec une fente dans :Le plan de masse, c'est-à-dire dans un fond de cavité.
AN1~L_~ RÉSoNN~NTE Po~R L'Éh~ ~ o~ LA K~11~ D'oNDES
L'invention est relative à une AntPnn~ d'émission ou de réception du ~n~;ne des hyperfr ~lpncps. Elle concerne plus par-ticuliè~ t une antenne resnnnAnte plate, par exemple réalisée en technologie microruban.
Les antennes de ce type présentent un faible encc~bre-ment et une faible masse. Elles sont donc utilisées pour les app-lications embarquées, notAmmPnt pour les véhicules spatiaux et les sa~tellites.
On a souvent besoin, en particulier pour les applica-tions spatiales, d'antennes omnidirectionnelles, c'est-à-dire pouvant émettre ou recevoir dans un angle solide de grande valeur.
Mais on a constaté que l'exigence d'a[ulidirectionnalité
est difficile à concilier avec l'exigence de conservation de la purete de la polarisation des ondes électl~l~y-létiques à émettre ou recevoir.
En particulier, quand l'onde à émettre (ou recevoir) doit présenter une polarisation circulaire, il faut conserver un taux cl'ellipticité proche de 1 dans toutes les directions d'émis-sion ~ou de réception).
Le plus souvent, la dégradation de la pureté de pola-risati.on est la plus élevée pour les directions les plus éloi-gnées de l'clxe de l'antenne.
L'invention vise à fournir une antenne L~u.~ ntP qui présente une couverture angulaire maximale avec une pureté de polari.sation préservée dans cette couverture angulaire.
L'antenne selon l'invention ~r ~s~lte un éle'ment rayon-nant central résonn~nt et elle est caractérisée en ce qu'elle comporte, de préférence autour de cet élément, un premier moyen diffractant pour augmenter l'angle d'émission de 1'~1e'~Pnt rayon-nant et un second moyen diffractant pour a~o~Ler une colL~Lion de pureté de polarisation au moins pour des directions ;ncl ;n~es - par rapport à l'axe de l'antenne.
Chaque élément diffractant présente une ~;mPn~ion au plus ~lu même ordre de gr~ellr que la longueur d'onde à ~mettre (ou recevoir).
Dans un mode de r~alisation, le premier moyen diffrac-tant, destiné à augmenter l'angle d'ouverture du faisceau à émet-tre, comporte une couronne conductrice centrée sur l'axe de l'an-tenne et entourant l'élément rayonnant, cette couronne étantavantageusement sensiblement dans le même plan que l'élément rayonndnt, et le second moyen diffractant cull~L~ld une jupe conductrice disposée à prQximité de la couronne et du côté qui est opposé à la direction du rayonnement, l'inclinaison de la jupe par ~d~oLL à la couronne déterminant la direction dans laque:Lle la correction de polarisation est principalement effec-tuée.
Dans un mode de réalisation, le rebord interne de la jupe est soli~aire du rebord interne de la couronne, cette jupe et cette couronne formant, par exemple, une pièce d'un seul tenan~. On a constaté que, en ce qui concerne la cu~L~ion de purete de polarisation, de meilleurs résultats étaient obtenus si le pllls grand diamètre de la jupe est supérieur au diamètre exté-rieur de la couronne.
L'élément rayonnAnt résonnant est soit un élément conducteur plein ("patch'l), par ext--,~le de forme carrée ou circu-laire, soit une couronne conductrice, soit une fente prévue dans un éll~ment conducteur. De toute facon, pour une longueur d'onde donnée à émettre (ou recevoir), on a intérêt, pour maximiser l'omn-i~;rectionnalité, à prévoir une ~nt~nne en forme d'anneau, ces formes permettant de ~;n;m;fier llPncu~llJL~ t. L'~nn~ est soit conducteur, soit sous forme d'une fente. La m;nim;sation de l'enct~-~Le"~lt de l'élément L~ol~lant, et donc la maximisation de l'a~ni~;rectionnalité~ peut aussi être obtenue en déposant l'élé-ment conducteur résonnant sur un diélectrique de permittivité
imporlante. Toutefois, l'au~nt~tion de la permittivité n'est ~ pas favorable à la pureté de polarisation.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de certains de ses modes de réa-lisat:ion, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annex~s sur lesquels :
la figure 1 est un schéma en coupe d'une antenne selon l'invention, utilisable pour deux h~n~eS de fréquences, les figures la, lb et lc sont des diay~ l~s mettant en évidence des avantages de l'antenne de la figure 1, la figure 2 est un schéma en plan d'un anneau d'une antenne conforme ~ 1'invention, la figure 3 est un schéma en plan des deux anneaux d'une antenne selon l'invention, mais pour un autre mode de réa-lisation, la fiyure 4 est un schéma en perspective éclatée d'une antenne du type de celle de la figure 1, la fiyure 5 est un schéma électrique d'alimentation d'un anneau de l'antenne de la figure 4, la figure 6 est un schéma correspon~nt à un mode de réalisation de la figure 5, la figure 7 est un schéma correspnn~nt aussi à un mode de réalisation de la figure 5, la figure 8 est un schéma simplifié correspondant à
celui de la figure 1, mais pour une variante, et la figure 9 est un schéma en plan d'un ~nne~ll pour une variante.
L'antenne représentée sur la figure 1 est destinée à
recevl~ir ou émettre des signaux hyperfréquences selon deux ban-des, à savoir, d'une part, la bande S à 2 GHz et, d'autre part, la ba~lde UHF à 400 MHz.
Cette antenne est principalement destinée à être im-planti~e sur des satellites de petite taille, tels que des satel-lites affectés à la loc~ At;on d'objets ou pour des missions de mesure ou de téléco~m~n~p avec des satellites conventionnels. Du - fait de cette application, elle doit présenter un enc~~ le~lt réduil_, une large couverture angulaire pour les deux h~n~P~ de fréq~ nc~s ainsi qu'une polarisation circnl~;re avec un taux d'ellipticité convenable sur cette large couverture angulaire, notamnent pour les orientations les plus éloignées de 1'axe.
L'antenne 10 représentée sur la figure 1 est du type combiné. Elle est formée par l'association de deux antennes pla-naires concentriques, respectivement 14 et 16. Chacune desantennes 14 et 16 et l'ensemble 10 présentent un axe 12 de symé-trie de rotation. L'antenne centrale 14, de plus petites dimen-sions, est destinée à la bande S à 2 GHz et l'antenne extérieure 16, de plus grandes ~imPnsions, est destinée à la bande UHF à 400 MHz.
Chacune des antennes individuelles 14, 16 c~-~o~e un substrat diélectrique, respectivement 18 et 20, sur lequel est dépos~ un ~nnP~A~l conducteur, respectivement 22 et 24. Les deux anneaux 22 et 24 sont centrés sur l'axe 12.
Des exemples de réalisation des ~nneAIl~ conducteurs 22 et 24 seront décrits ci-après en relation avec les figures 2 et 3.
Chacun des substrats est enfenmé dans un loy~ t métallique de forme cylindrique d'axe 12. Le loy~ t pour l'an-tenne 14 a la référence 25 et le loy~ t pour l'antenne 16 a la référence 26. Ce ~rn;~r 10J~I~r~lt est limité, d'une part, par une paroi extérieure cylindrique 261 et, d'autre part, par une paroi cylindrique intérieure 262 à faible distance de la paroi du loge-ment 25.
L'espace 28 m~nagé entre la paroi du lc~ t 25 et la paroi 262 a une longueur (dans la direction de l'axe 12) égale au quart de la longueur des ondes en bande S, c'est-à-dire 35 mm environ. Il est ouvert, en 29, du côté où se produit l'émission.
Il constitue un piège destiné à em~pêcher la propagation des cou-rants de fuite de l' ~nne~ll 22 vers l' ~nn~ll 24.
Un anneau m~tallique de remplissage 36 peut être dis-posé au fond de l'espace 28 pour ajuster la longueur (parallèle-ment à l'axe 12) de cet espace 28 afin qu'elle soit égale au quart de la longueur d'onde de la bande S.
Les parois 25 et 262 peuvent être formees à partir de la même feuille de métal.
Autour du loyt"~lt 26, sensiblement dans le plan de l'anneau 24, et donc perpendiculaire à l'axe 12, se trouve un anneau ou couronne métallique 30.
Le rebord intérieur 32 de la couronne 30 se raccorde une jupe 34 s'éloignant, d'une part, de la couronne 30 en direc-tion du fond du loy~ t 26 et, d'autre part, de l'axe 12. Dans un e~emple l'angle formé, clans le plan de la figure 1, par le plan de la couronne 30 et la jupe 34 est de l'ordre de 45~.
L'anneau 22 rayonne dans un cône d'axe 12 de demi-angle au sc~met ~ égal à environ 60~. Il subsiste cependant un rayon-nement extérieur à ce cône. La couronne 30 a pour but de dif-fracter les ondes déviées vers l'extérieur afin d'augmenter l'c~-nidirectionnalité de l'antenne 14.
Cependant, on a constaté que la couronne 30 avait ten-dance à dégrader la polarisation circulaire du ra~o..~ t, c'est-à-dire à dégrader le taux d'ellipticité. L'expérience a montré que la jupe 34 permettait de conserver un taux d'ellip-ticité des ondes à polarisation cir~ll~;re proche de 1, surtout pour les directions formant un grand angle avec l'axe 12.
Le taux d'ellipticité peut être réglé empiriqll~m~nt en faisant varier l'orientation de la jupe 34, c'est-à-dire l'angle qu'ell~e forme avec le plan de la couronne 30 ainsi qu'en faisant varier ses A;m~ncions.
L'arête extérieure 341 de la jupe 34 est plus éloignée de l'a~e 12 que l'arête extérieure 301 de la couronne 30.
Dans un ex~.~le, le diam~tre intérieur de la couronne 30 est de 256 mm, son diam~tre extérieur de 300 mm, t~nA;C que le diamètre extérieur de la jupe 34 - qui a une forme générale tron-conique - est de 348 mm.
On pense que la jupe 34 crée une diffraction des ondes en ban/1e S qui s'oppose à l'effet négatif de la couronne diffrac-tante :30 sur le taux d'ellipticité des ondes en bande S.
Il est à noter que les 1~J .._ ..ts ou cavités 25 et 26 contribuent à symetriser le diay~ l~ de rayonn~mPnt autour de l'axe :12 et à améliorer le taux d'ellipticité.
Dans l'exemple, les substrats diélectriques 18 et 20 présenl-ent une permittivité diélectrique relative Er de l'ordre de 2,5. Comme indiqué ci-dessus, plus cette permittivité dié-lectrique est élevée, plus les ~;m~n.cions des antennes peuvent être réduites. Cependant, l'au~mPnt~tion de la constante diélec-trique est défavorable au n~;nt;en de la polarisation circulaire.
C'est ]~ourquoi, dans 1'exemple, la constante ~r ne dépasse pas la valeur 2,5.
Les figures la, Ib et lc sont des diayLc~ ~s permettant de mettre en évidence les avantages, d'une part, du piège quart d'onde constitué par l'espace ~nn~ ;re 28 et, d'autre part, des élémen~s diffractants 30 et 34.
Sur chacun de ces diayLc~lles, on a porté en abscisses, l'élévation ~ (en degrés), c'est-à-dire le demi-angle du cône d'émussion d'axe 12, et en ordonnées, les amplitudes en décibels des ray~nnPmPnts en polarisation normale et en polarisation croi-sée.
La fiy-ure la est un diay..~ ~ pour une antenne analogue à cel:Le de la figure 1 mais dépourvue, d'une part, du piège quart d'onde 28 et, d'autre part, des éléments diffractants 30 et 34.
La courbe 40 correspond à la polarisation normale et les courbes 41 correspon~nt à la polarisation croisée. La pureté
de la polarisation circulaire est d'autant plus grande qu'est grand l'écart entre les courbes 40 et 41. On voit ainsi que pour un angle ~ de 0~, c'est-à-dire selon l'axe 12, l'émission est selon une polarisation cirt~ ;re. Par contre, auand on s'éloiyne de l'.~xe 12, la polarisation cir~-lAire se ~éyLd~e notablement.
En outre, l'~mission s'affaiblit sensiblt~ment dès qu'on s~élo:iy-ne de l'axe 12.
La figure lb cot~v~,~ à une antenne analogue à celle de la figure 1, avec un piège 28 quart d'onde, ~ nllAnt dépour-vue des éléments diffractants 30 et 34.
On constate que l'~ .;A;rectionnAl;té ainsi que la purete de polarisation circulaire sont améliorés par ld~OL L au cas de la figure la. Toutefois, la pureté de polarisation circu-laire n'est pas entièrement satisfaisante entre 30~ et 60~, la 20distance entre les courbes 411 et 401 restant relativement faible.
Le diay~ ,~ de la figure lc correspond à 1'antenne représentée sur la figure 1, avec un pilège quart d'onde 28, la couro:nne 30 et la jupe 34. On constate, par rapport à la figure lb, que l'c~niA;rectionnalité est tout à fait satisfaisante jus-qu'à un angle ~ de 60~. En outre, la pureté de polarisation cir-culaire est nettement am,éliorée entre les angles 30~ et 60~, la distance entre les courbes 4~2 et 412 ~tant 6ensiblement plus importante.
30Selon une disposition de l'invention, la cc~pacité de 1'antenne est augmentée en conférant une forme crénelée ou en m~n~res aux anneaux 22 et 24.
Dans l'exemple de la figure 2, l'Ann~Al~ 22 c~-~oL~e, régulièrement répartis autour de l'axe 12, huit ~eyll~ s internes 35461 d 468 alternés avec huit segments externes 481 à 488. Ces segn~lts 46 et 48 en forme d'arcs de cercles se raccoldellt à
leurs extrémités par des segments rectilignes 50, de directions radia].es. Ainsi, les se~mPnts radiaux sont, dans cet exemple, au nombre de seize. Bien que non L~ s~l~é sur la figure 2, l'an-neau i!4 est hamothétique de l'Ann~All 22.
Dans l'exemple de la figure 3, on prévoit, pour les antennes S 22' et UHF 24', quatre s~J~ tS internes et quatre sey~ Ls P~tPrnPS.
La longueur d'onde guidée du ray.,~ -.t à transmettre est directement ~Lu~oLLionnplle à la longueur électrique de l'an-neau c~e l'antenne réso~nAntP 14 ~14') ou 16 (16'). Cette longueur électrique est égale à la somme des longueurs de tous les seg-- ments 46, 48 et 50.
P~Lnsi, pour une même longueur d'onde guidée, c'est-à-dire pour une même fréquence, une antenne selon l'invention pré-sente un enc~,~el.c~lt plus réduit qu'une antenne ayant une forme simplement circulaire. En effet, on constate que, par Ld~L~ à
un AnneA~l circulaire ayant le m~me diamètre que le cercle sur leque:L sont disposés les se~J,.~. ItS 48, la longueur électrique est augmentée d'environ la somme des longueurs des segments 50.
Cependant, on a constaté que plus la longueur des seg-ments 50 est grande et plus le rPn~PmPnt de l'antenne ~;minn~.
L'impedance de rayo,~ l~llt de l'antenne ~;m;nne car le ruban métal:Lique masque davantage l'ouverture ; ainsi, la ~ ol~ion d'éne'~yie dissipée dans le conducteur ou le diélectrique est plus imporlante. Il est donc préférable que le rapport entre le dia-mètre extérieur et le diamètre intérieur soit au plus de l'ordre de deux.
Par ailleurs, on a observé que la présence des se~mPnts 50 de directions radiales n'altérait pratiquement pas le taux d'ell:ipticité de la polarisation du rayonnP~Pnt. En effet, un segment de direction radiale a aussi pour inconvénient de pertur-ber le taux d'ellipticité. Toutefois, on pense que c'est la suc-cession de segments parcourus par des courants en sens contraires qui cl~mpense l'effet négatif sur le taux d'ellipticité.
Il faut donc ~L~l~L~ garde à disposer ces se~m~nts de façon telle que l'on obtienne cette ccx~pensation.
La figure 4 montre, en ~eL~e~Live éclatée, les divers élémen.ts constitutifs de l'antenne co~h; n~e avec des ~nn~nX 22' et 24' du type de ceux de la figure 3.
Comme on peut le voir sur cette figure, la couronne 30 et la jupe 34 ;~cl'~ée à 45~ constituent une pièce d'un seul tenant 50.
Les ~nnp~llx 24' et 22' sont réalisés par gravure sur des substrats diélectriques, respecti~ t 18 et 20, en un maté-riau ~l~n~mm~ 'Ipolypenco". Sur la figure 4, on a représenté les Ann~nx 22~ et 24~ séparés des substrats 18 et 20 ; mais il va de ~ soi q~le ces ~nn~ x sont déposés sur les substrats respectifs 18 et 20.
Entre le fond 52 du loy~ t 25 et le substrat 18 est disposé un répartiteur 54 qui sera décrit plus loin en relation avec les figures 5 à 7.
Un câble coaxial 60 traverse le fond 52 du loy~ t 25 pour a~ener le signal d'excitation au répartiteur 54. Le rôle de ce dennier est de répartir, avec des ~éph~s~ges a~.o~Liés, le signal d'excitation entre les quatre se~c~lts extérieurs 48' de 1 ' 2~nnezlll 14 ' .
De même, entre le fond 56 du loy~lle~lt 26 et le diélec-trique 20, est disposé un répartiteur 58.
Un câble coaxial 62 traverse le fond 56 pour ~m~n~r le signal d'excitation UHF vers le répartiteur 58 qui distribue, avec cles ~ph~ages appropriés, ce signal d'excitation entre les quatre sey~ lts extérieurs de 1~ ~nn~n 24l.
Les figures 5, 6 et 7 représentent le répartiteur 54.
Les circuits 64, représentés sur les figures 5 et 6, permettent, à partir du signal d'excitation fourni par le coaxial 60, d'obtenir une polarisation cir~ll~;re. A cet effet, ils ali-menten.t les quatre segments extérieurs 48' avec des ~ph~ ges successifs de 90~.
Le signal amené par le coaxial 60 est appliqué sur une entrée 66 qui, comme montré sur la figure 5, est connectée à
l'entrée d'un ~é~hAReur 70 de 180~ par l'interm~iA;re d'un trans~Eormateur 68. La sortie 701 sans ~phA~age du ~éphA.seur 70 est n~liée à un port 74 qui est connecté lui-même à un ~PphAceur 78 de 90~ par l'interm~d;A;re d'un transformateur 76. La sortie 702 à ~é~hAcAge de 180~ du ~PphA~eur 70 est reliée à un autre port 80, lequel est cnnnPcté à un second ~PphA~eur 84 de 90~ par l'inter~ ;re d'un transformateur 82.
La sortie 781 sans ~phA~age du ~phAseur 78 est reliée à une première sortie 90l du circuit 64 par l'inter~;A;re d'un trans:Eormateur 86 et d'un adaptateur 88. La sortie 90l est ~ connectée à un premier sey~ t extérieur de l'~nnPA-l 22'.
De même, la sortie 782 de ~P~hA~age 90~ du ~éph~eur 78 est reliée à une seconde sortie 902, par l'interm~; A; re d'un autre transformateur et d'un autre adaptateur. La sortie 902 est reliée à un second seyll~lt extérieur de l'anneau 22'.
La sortie sans ~éph~A~age 841 du ~PphAseur 84 est reliée à la troisième sortie 903 par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un adaptateur. Cette sortie 903 est reliée à un troisième segment extérieur de l'anneau 22'.
Enfin, la sortie 842 de ~éphAsage de 90~ du ~pphAceur 84 est reliée à la quatrième sortie 904 du circuit 64 par l'in-term~1;A;re d'un transformateur et d'un adaptateur. Cette sortie 904 est reliée à un quatrième segment extérieur de l'anneau 22'.
Le signal sur la sortie 90l est en phase avec le signal d'ent:rée sur le premier port 66, tAn~is que les signaux sur les sorties 902, 903 et 904 sont déphasés respectivement de 90~, lB0~
et 270~ par ~d~por~ au signal d'entrée.
Les divers éléments du circuit de la figure 5 sont réa-lisés à l'aide de découpes métalliques représentées sur la fi-gure 6. Sur cette dernière, on a indiqué les mêmes éléments que ceux ~1e la figure 5, avec les mêmes chiffres de références.
Les sorties 90l à 904 se trouvent à la périphérie des découpes et régulièrement réparties; ces sorties sont au droit des segments extérieurs de l'~nne~l 22' auxquels elles sont rac-cordées.
Ccmne on peut le voir sur la figure 7, les découpes mét~ ues sont en sandwich entre des diélectriques réparti-5teurs, respectiven~nt 102 et 104.
La connexion de chaque sortie 90 du circuit 64 au seg-n~nt e!xtérieur corre~o~ de l'~nnP~-l s'effectue par l'inter-;re d'une sonde 92. On prévoit donc quatre ~on~s. Sur la figure 7, on a représenté la sonde 921.
10Le répartiteur 64, 102, 104 est enfern~ dans un loge-ment n~tAll;que 106 constituant un piège en~rh~nt l'excitation d'ondes de surface sur le répartiteur.
- En variante, à la place de rubans, ou découpes métal-liques, le circuit 64 est réalisé à l'aide de gravures n~tal-liques sur un substrat.
Dans l'exemple représenté sur la figure 8, on prévoit trois antennes concentriques, respectivement 110, pour l'antenne centrale, 112 pour l'antenne inter~ ;re et 114 pour l'antenne la plus extérieure.
20Ccxnne dans la r~l;s~tion représentée sur la figure 1, une couronne 30 de diffraction entoure l'antenne la plus exté-rieure et cette couronne 30 est solidaire d'une jupe 34 orientée sensiblement à 45~ par ~ olL au plan de la couronne 30. ~gale-ment comme dans la r~l;s~tion de la figure 1, un piège quart d'onde 28 empêche la propagation d'un courant de fuite de la cavité excitée vers les cavités environnantes. De façon analogue, un pi~ge quart d'onde 116 empêche la propagation d'un courant de fuite vers l'antenne 114.
Le piège 116 est de longueur (selon l'axe) plus y~lde que le piège 28 car il est destiné à él;m;n~r des longueurs d'onde plus grandes, celles des signaux émis par l'antenne 112.
Bien entendu, on peut prévoir un nc~bre d'antennes concentriques supérieur à trois.
'Bien clue les exemples décrits ci-dessus concernent des antennes à anneaux résonnants fonmés par un conducteur métal-lique, on C~L~1d ais~,-r~lt que l'invention s'applique aussi à
une .~ntPnnP réalisée par une fente dans un conducteur. Pour certA-i nP~ applications, not~ t celles pour lesquelles l'échi~uffement doit être min;m;~é, cette rP~ tion à fente sera préfé:rée.
- La variante représentée sur la figure 9 représente une cavite Anm~lAire resonnAnte qui s'applique plus particuli~r~"~
à une Ant~nne à fente. Toutefois, cet exemple pourrait s'appli-quer ,~ussi à une AntPnnP à AnneA~l r~onnAn~ formé par un conduc-teur Tnétalligue.
L'AnneAll 130 est constitué par une fente 132 dans unconducteur metAll;que 134. Cet AnneAll 130 forme des TnP~nAres - ayant chacun sensiblement la forme d'un pétale. Le nombre de pétales est, dans cette ré~lisAtion, égal à 8.
15Bien que dans les exemples décrits ci-dessus, l'excita-tion soit réalisée sur les sP~J,~-~-Ls extérieurs ~ l'aide d'un câble coaxial, on peut également prévoir une excitation par cou-plage de prQximité avec une ligne microruban ou avec une fente dans :Le plan de masse, c'est-à-dire dans un fond de cavité.
Claims (12)
1. Antenne comprenant un élément résonnant rayonnant (22, 22') pour émettre des ondes hyperfréquences polarisées, caractérisée en ce qu'elle comporte un premier moyen diffractant (30) pour rayonner les ondes selon un angle supérieur à l'angle d'émission de l'élément rayonnant (22, 22'), et un second moyen diffractant (34) corrigeant la pureté de polarisation des ondes au moins pour certaines directions.
2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le second moyen diffractant (34) augmente la pureté de polarisation dans des directions angulaires éloignées de la direction axiale (12) de l'antenne.
3. Antenne selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que le premier moyen diffractant comporte une couronne (30) entourant l'élément rayonnant (22) et en ce que le second moyen diffractant comprend une jupe (34) disposée à proximité de la couronne (30) et à l'opposé de la direction de rayonnement de l'élément rayonnant (22).
4. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que la jupe présente un rebord interne solidaire du rebord interne (32) de la couronne (30).
5. Antenne selon la revendication 3 ou 4, caractérisée en ce que la jupe, qui présente une forme sensiblement tronconique, a une arête extérieure (341) de plus grand diamètre que l'arête extérieure (301) de la couronne (30).
6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 3 à 5, caractérisée en ce que l'inclinaison de la jupe par rapport à l'axe (12) de l'antenne détermine la direction dans laquelle est privilégiée la correction de polarisation.
7. Antenne selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisée en ce que les dimensions de la jupe déterminent la direction dans laquelle est privilégiée la correction de polarisation.
8. Antenne selon l'une quelconque des revendications 3 à 7, caractérisée en ce que la couronne (30) se trouve sensiblement dans le même plan que l'élément rayonnant (22, 22').
9. Antenne selon l'une quelconque des revendications 3 à 8, caractérisée en ce qu'entre l'élément rayonnant (22, 22') et les premier et second moyens diffractants, se trouve au moins une autre antenne (16).
10. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'élément rayonnant (22, 22') est disposé sur un substrat diélectrique (18) enfermé dans un logement conducteur (25) présentant des parois s'étendant de façon sensiblement parallèle à un axe (12) perpendiculaire à la surface de l'élément rayonnant (22, 22').
11. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est destinée à émettre des ondes en bande S.
12. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est destinée à émettre des ondes à polarisation circulaire.
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR9702170A FR2760133B1 (fr) | 1997-02-24 | 1997-02-24 | Antenne resonnante pour l'emission ou la reception d'ondes polarisees |
FR9702170 | 1997-02-24 | ||
US09/028,815 US6008772A (en) | 1997-02-24 | 1998-02-24 | Resonant antenna for transmitting or receiving polarized waves |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CA2228640A1 true CA2228640A1 (fr) | 1998-08-24 |
Family
ID=26233340
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CA002228640A Abandoned CA2228640A1 (fr) | 1997-02-24 | 1998-02-23 | Antenne resonnante pour l'emission ou la reception d'ondes polarisees |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US6008772A (fr) |
EP (1) | EP0860895A1 (fr) |
CA (1) | CA2228640A1 (fr) |
FR (1) | FR2760133B1 (fr) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6552687B1 (en) * | 2002-01-17 | 2003-04-22 | Harris Corporation | Enhanced bandwidth single layer current sheet antenna |
US6788264B2 (en) * | 2002-06-17 | 2004-09-07 | Andrew Corporation | Low profile satellite antenna |
JP4143844B2 (ja) * | 2003-11-06 | 2008-09-03 | ミツミ電機株式会社 | アンテナ装置 |
US8350771B1 (en) * | 2009-06-02 | 2013-01-08 | The United States Of America, As Represented By The Secretary Of The Navy | Dual-band dual-orthogonal-polarization antenna element |
TWI449445B (zh) * | 2010-10-07 | 2014-08-11 | Wistron Neweb Corp | 束波調整裝置 |
US10693218B2 (en) * | 2014-07-01 | 2020-06-23 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Structural tank integrated into an electronic device case |
US9985341B2 (en) | 2015-08-31 | 2018-05-29 | Microsoft Technology Licensing, Llc | Device antenna for multiband communication |
US11152688B2 (en) | 2018-09-27 | 2021-10-19 | Commscope Technologies Llc | Universal antenna mount and base plate therefor |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2802209A (en) * | 1952-05-29 | 1957-08-06 | Bell Telephone Labor Inc | Antennas employing laminated conductors |
US3742510A (en) * | 1971-01-12 | 1973-06-26 | Itt | Multimode discone antenna |
US4042935A (en) * | 1974-08-01 | 1977-08-16 | Hughes Aircraft Company | Wideband multiplexing antenna feed employing cavity backed wing dipoles |
FR2372522A1 (fr) * | 1976-11-30 | 1978-06-23 | Thomson Csf | Antenne omnidirectionnelle a diagramme de directivite reglable en site |
US4208660A (en) * | 1977-11-11 | 1980-06-17 | Raytheon Company | Radio frequency ring-shaped slot antenna |
US4897663A (en) * | 1985-12-25 | 1990-01-30 | Nec Corporation | Horn antenna with a choke surface-wave structure on the outer surface thereof |
-
1997
- 1997-02-24 FR FR9702170A patent/FR2760133B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-02-23 CA CA002228640A patent/CA2228640A1/fr not_active Abandoned
- 1998-02-23 EP EP98400438A patent/EP0860895A1/fr not_active Withdrawn
- 1998-02-24 US US09/028,815 patent/US6008772A/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
FR2760133B1 (fr) | 1999-03-26 |
US6008772A (en) | 1999-12-28 |
FR2760133A1 (fr) | 1998-08-28 |
EP0860895A1 (fr) | 1998-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0899814B1 (fr) | Structure rayonnante | |
EP1093098B1 (fr) | Structure formant antenne constituant par ailleurs un boítier blindé permettant notamment d'accueillir tout ou partie de l'électronique d'une unité portative de faible volume | |
FR2652453A1 (fr) | Antenne coaxiale a fentes du type a alimentation a ondes progressives. | |
EP1979987B1 (fr) | Antenne a polarisation circulaire ou lineaire | |
EP0430745B1 (fr) | Antenne à polarisation circulaire, notamment pour réseau d'antennes | |
CA2228637A1 (fr) | Ensemble d'antennes concentriques pour des ondes hyperfrequences | |
CA2228640A1 (fr) | Antenne resonnante pour l'emission ou la reception d'ondes polarisees | |
EP0707357A1 (fr) | Système à antennes source multiples intégrées au convertisseur de fréquence à faible bruit | |
EP0518271A1 (fr) | Antenne hyperfréquence élémentaire bipolarisée | |
EP1346442B1 (fr) | Antenne imprimee pastille compacte | |
EP0860894B1 (fr) | Antenne miniature résonnante de type microruban de forme annulaire | |
CA2356725A1 (fr) | Lentille divergente a dome pour ondes hyperfrequences et antenne comportant une telle lentille | |
EP1516393A1 (fr) | Dispositif rayonnant bi-bande a double polarisation | |
FR2644937A1 (fr) | Antenne omnidirective en polarisation circulaire transversale a maximum de gain sous l'horizon | |
EP0014635A1 (fr) | Source rayonnante à cavité ouverte excitée par un dipole | |
EP0585250B1 (fr) | Antenne cylindrique imprimee omnidirectionnelle et repondeur radar maritime utilisant de telles antennes | |
EP3902059B1 (fr) | Antenne directive large bande à émission longitudinale | |
CA2327371C (fr) | Source rayonnante pour antenne d'emission et de reception destinee a etre installee a bord d'un satellite | |
FR2634598A1 (fr) | Antenne omnidirectionnelle, notamment pour l'emission de signaux de radiodiffusion ou de television dans la bande des ondes decimetriques, et systeme rayonnant forme d'un groupement de ces antennes | |
EP0429338A1 (fr) | Antenne à polarisation circulaire, notamment pour réseau d'antennes | |
EP3155689A1 (fr) | Antenne plate de telecommunication par satellite | |
WO2023031543A1 (fr) | Antenne multi-bandes | |
EP0626736A1 (fr) | Antenne radioélectrique omnidirectionnelle et son application à un répondeur radar | |
EP3506426A1 (fr) | Dispositif de pointage de faisceau pour systeme antennaire, systeme antennaire et plateforme associes | |
FR2751138A1 (fr) | Antenne microruban a polarisations multiples, notamment antenne elementaire pour reseau de type dalle |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EEER | Examination request | ||
FZDE | Discontinued |