EP0000308A1 - Dispositif de balayage électronique comprenant des panneaux diélectriques déphaseurs - Google Patents

Dispositif de balayage électronique comprenant des panneaux diélectriques déphaseurs Download PDF

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EP0000308A1 EP78400030A EP78400030A EP0000308A1 EP 0000308 A1 EP0000308 A1 EP 0000308A1 EP 78400030 A EP78400030 A EP 78400030A EP 78400030 A EP78400030 A EP 78400030A EP 0000308 A1 EP0000308 A1 EP 0000308A1
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    • H—ELECTRICITY
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    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
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    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
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    • H01Q3/38—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters the phase-shifters being digital
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    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays

Definitions

  • v 50 volts, a voltage of 10,000 volts.
  • Such voltage values impose very high insulation between the different wires either from the same network of a phase-shifting panel or between the wires of the networks of adjacent phase-shifting panels or between the control wires outside the phase-shifting panels.
  • this diode wire forming part of the networks of metallic wires constituting the phase-shifting panels which are the subject of French patents 2 063 967 and 2 224 887.
  • This process allows a supply without the introduction of additional control wires, makes it possible to simultaneously supply all the diodes of '' a single wire and does not require the use of very high supply voltages disturbing for the diodes as well as for the control circuit external to the phase shift panel, and which moreover makes it possible to increase the width of the frequency band of waves of use of the panel and allows a better control of the value of the differential phase shift between the two states of the phase shift panel according to that the wires with dio arrays of diode wires are electrically continuous or sectioned.
  • the improvement of the electronic scanning method according to the invention consists in constituting a network of parallel conductive wires carrying diodes intended, depending on their condition, to make these wires continuous or cut and of continuous metal wires, parallel to the wires carrying diodes and located on either side of the diode wire, at the same distance from it, each of the diode wires thus being associated with two continuous wires which are used for food ter groups of diodes of this diode wire, on each of the conducting wires carrying diodes being mounted a group of diodes in series, then another group of the same number of diodes, also in series but inverted with respect to the preceding ones, and create between the two continuous conductive wires which surround the diode wire conductive bridges between each point of the diode wire located between two groups of diodes of different directions and alternatively the continuous wire located on one side then on the other side of the wire diodes, so that each group of diodes in series is supplied by the voltage, to which is carried one of the two continuous son fram
  • the two continuous metallic wires (6) and (7) which frame the wire (3) are 8 mm on either side of ci, the diameter of the wires (6) and (7) is 0.22 mm.
  • Conductive strands (9) of 0.22 mm in diameter connect the points of the wire (3) located at the start of a group of diodes of the same direction to the wire (6) identical conductive strands connect the joints of the wire (3) located at the end of these same groups of diodes on the wire (7).
  • One end of the wire (6) outside the panel is connected at will to a voltage source of 500 volts, the end of the associated wire (7) being simultaneously brought to zero voltage. Therefore all the diodes (4) and (5). Are supplied in reverse under the average unit voltage of 50 volts necessary for their blocking.
  • the wire (3) becomes discontinuous and cut into sections of identical unit length defined by the pitch of the diodes (a).
  • the wire (6) is brought to a zero voltage and the wire (7) to a voltage of 5 volts. All the diodes (4) and (5) of the wire (1) are then supplied directly.
  • the wire (3) is continuous and traversed by a current of two milli-amps.
  • the panel thus formed is suitable for the transmission of waves of 3000 megahertz frequency, when the diodes on both sides of the panel are in the same state.
  • the differential phase shift due to the panel crossing by the 3000 MHz microwave wave with polarization parallel to the arrays of wires, for the two states of the diodes is 42 degrees and the attenuation is less than 0.12 decibel.
  • the external connections to the phase shift panel concerned can be grouped on the same side of this panel.
  • the voltage supply wires of the diode groups are integrated into the panel and also have a microwave function improving the possibilities of adaptation of the panel in a larger frequency band.
  • the subject of the invention is also the applications of the improvement according to the invention and of networks of metal wires enabling it to be applied to the power supply of the diode lines of the various panels constituting active lenses allowing electronic scanning of a microwave beam. in the perpendicular plane networks of wires.

Landscapes

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

Abstract

Perfectionnement au procédé de balayage électronique utilisant des panneaux diélectriques (1,2) dephaseurs comportant des fils (3) à diodes (4,5) permettant de rendre à volonte continus ou discontinus les fils conducteurs (3) sur lequels les diodes (4,5) sont montées. Procédé consistant à perfectionner les réseaux de fils (3,6,7) de ces panneaux (1,2) dans lesquels des fils conducteurs continus (6,7) destinés rendre les panneaux (1,2) adaptés pour une longeuer d'onde déterminée sont utilisés pour alimenter en tension les groupes de diodes (4,5) des fils (3) à diodes. Applications de ce perfectionnement aux lentilles actives permettant le balayage électronique d'un faisceau hyperfréquence dans le plan perpendiculaire aux réseaux de fils (3,6,7).

Description

  • Figure imgb0001
    v = 50 volts, une tension de 10000 volts.
  • De telles valeurs de tension imposant de très fortes isolations entre les différents fils soit du même réseau d'un panneau déphaseur soit entre les fils des réseaux de panneaux déphaseurs adjacents soit entre les fils de commande extérieurs aux panneaux déphaseurs.
  • De même ces fortes valeurs de tension rendent très difficile la réalisation des dispositifs d'alimentation qui sont chargés de fournir ces tensions, de les appliquer à tel ou tel fil, et de les couper, en des temps très courts, par exemple (10 microsecondes).
  • Pour éviter ces inconvénients, le demandeur a inventé un procédé d'alimentation de diodes montées sur un fil métallique conducteur destiné à être rendu à volonté continu ou interrompu en tronçons suivant l'état de ces diodes, soit polarisées en direct, soit polarisées en inverse, ce fil à diodes faisant partie des réseaux de fils métalliques constitutifs des panneaux déphaseurs objet des brevets français 2 063 967 et 2 224 887. Ce procédé permet une alimentation sans introduction de fils de commande supplémentaires, permet d'alimenter simultanément toutes les diodes d'un même fil et n'oblige pas à recourir à des tensions d'alimentation très élevées pertubatrices pour le diodes ainsi que pour le circuit de commande extérieur au panneau déphaseur, et qui en outre permet d'augmenter la largeur de la bande de fréquence des ondes d'utilisation du panneau et permet un meilleur contrôle de la valeur du déphasage différentiel entre les deux états du panneau déphaseur suivant que les fils à diodes des réseaux de fils à diodes sont électriquement continus ou tronçonnés.
  • Le perfectionnement du procédé de balayage électro- nique selon l'invention consiste à constituer un réseau de fils conducteurs parallèles porteurs de diodes destinées, selon leur état, rendre continus ou coupes ces fils et de fils métalliques continus, parallèles aux fils porteurs de diodes et situés de part et d'autre au fil à diodes, à une meme distance de celui-ci, chacun des fils à diodes étant associé ainsi à deux fils continus qui vent servir à alimenter des groupes de diodes de ce fil à diodes, sur chacun des fils conducteurs porteurs de diodes étant monté un groupe de diodes en série, puis un autre groupe du même nombre de diodes, en série également mais inversées par rapport aux précédentes, et à créer entre les deux fils conducteurs continus qui encadrent le fil à diodes des ponts conducteurs entre chaque point du fil à diodes situé entre deux groupes de diodes de sens différent et alternativement le fil continu situé d'un côté puis de l'autre côté du fil à diodes, de façon que chaque groupe de diodes en série soit alimenté par la tension, à laquelle est porté l'un des deux fils continus encadrant le fil à diodes.
  • On donne ci-après, à titre d'exemple non limitatif la description de l'alimentation des diodes du réseau de fils à diodes constitutif d'un panneau déphaseur en se référant à la figure 1 de la planche unique.
  • On a constitué à partir de 2 feuilles de (1) stratifié verre-résine polyester .de 0,5 mm d'épaisseur et de 3,6 de constante diélectrique collées sur chaque face d'une feuille de matériau diélectrique en nid d'abeille (2) d'épaisseur g = 22 mm et de constante diélectrique 1,4 un panneau diélectrique carré de 100 x 1000.
  • Sur chacune des deux feuilles de stratifié est déposé un réseau de fils métalliques dont le motif répétitif est constitué d'un fil (3) à diodes sur lequel sont monter 8 groupes de 10 diodes identiques (4) et (5) de deux fils continus (6) et (7) situés à la distance (b) de 8 mm de para et d'autre du fil à diodes, d'un fil (8) situé à 12 mm (c) de chaque motif ci-dessus coupé en tronçons égaux de d = 34 mm de longueur séparés par des coupures de (e) 0,3 mm. Toutes les diodes (4) ou (5) sont identiques et montées à un pas constant (a) sur le fil (3) dont le diamètre est 0,4 mm.
  • Toutes les 10 diodes d'un même groupe sont montées dans le même sens, les 10 diodes du groupe suivant sont montées dans le sens opposé au précédent.
  • Les deux fils métalliques continus (6) et (7) qui encadrent le fil (3) sont à 8 mm de part et d'autre de
    Figure imgb0002
    ci, le diamètre des fils (6) et (7) est de 0,22 mm.
  • Des brins conducteurs (9) de 0,22 mm de diamètre relient les points du fil (3) situés au début d'un groupe de diodes de même sens au fil (6) des brins conducteurs identiques relient les joints du fil (3) situés à la fin de ces mêmes groupes de diodes au fil (7). Une des extrémités du fil (6) extérieure au panneau est connectée à volonté à une source de tension de 500 volts, l'extrémité du fil (7) associé étant simultanément portée à une tension nulle. De ce fait toutes les diodes (4) et (5) .sont alimentées en inverse sous la tension unitaire moyenne de 50 volts nécessaires à leur blocage. Le fil (3) devient discontinu et coupé en tronçons de longeur unitaire identique définie par le pas des diodes (a).
  • A volonté le fil (6) est porté à une tension nulle et le fil (7) à une tension de 5 volts. Toutes les diodes (4) et (5) du fil (1) sont alors alimentées en direct. le fil (3) est continu et parcouru par un courant de deux milli-ampères.
  • Le panneau ainsi constitué est adapté à la transmission des ondes de 3000 mégahertz de fréquence, lorsque les diodes des deux faces du panneau sont dans le même état.
  • Cette adaptation dans les deux états des diodes résulte, pour un état des diodes de l' écartement et de la constitution des deux feuilles de stratifié (1) réalisés selon la technique dite sandwich et, pour l'autre état des diodes, des positions relatives des différents fils métalliques (3) (6) (7) et (8) et de leur fonction hyperfréquence sur le rayonnement incident, indépendamment de leur rôle d'alimentation en tension ou en courant des diodes.
  • Le déphasage différentiel dû aux traversées du panneau par l'onde hyperfréquence de 3000 Mégahertz à polarisation parallèle aux réseaux de fils, pour les deux états des diodes est de 42 degrés et l'atténuation est inférieure à 0,12 décibel.
  • Les perfectionnements au procédé d'alimentation de La tension de polarisation des diodes d'un panneau déphaseur hyperfréquence utilisant les réseaux de fils métalliques,
  • Figure imgb0003
  • Il en résulte une très grande simplification des dispositifs extérieurs au panneau de fourniture et de commutation de cette tension. Les isolations électriques entre les différents fils de commande peuvent être réduites dans le rapport des tensions.
  • Les connexions extérieures au panneau déphaseur concerné peuvent être regroupées d'un même côte de ce panneau. Les fils d'alimentation en tension des groupes de- diodes sont intégrés au panneau et ont également une fonction hyperfréquence améliorant les possibilités d'adaptation du panneau dans une plus grande bande de fréquence. L'invention a également pour objet les applications du perfectionnement selon l'invention et des réseaux de fils métalliques permettant sa mise en oeuvre à l'alimentation des lignes de diodes des différents panneaux constitutifs de lentilles actives permettant le balayage électronique d'un faisceau hyperfréquence dans le plan perpendiculaire réseaux de fils.

Claims (4)

1. Perfectionnement au procédé de balayage électronique utilisant des panneaux diélectriques déphaseurs comportant des réseaux de fils à diodes caractérisé en ce que l'on utilise des fils conducteurs continus des réseaux destinés essentiellement à l'adaptation des panneaux selon la longueur de l'cnde électromagnétique transmise, pour alimenter en tension par groupe les diodes des fils à diodes.
2. Perfectionnement au procédé de balayage électronique selon la revendication 1 caractérisé en outre en ce que à chaque fil porteur de diodes sont associés deux fils continus, placés de part et d'autre du fil à diode à une distance telle que l'ensemble des fils conducteurs associés au matériau diélectrique du panneau adapte ce dernier pour la transmission de l'onde de fréquence choisie.
3. Perfectionnement au procédé de balayage électronique selon la revendication 2 caractérisé en outre en de que sur un fil à diodes un groupe de diodes est monté dans un sens, un groupe du même nombre de diodes est monté en sens inverse, chacune des diodes étant alimentée par le fil sur lequel elles sont montées, les groupes de diodes recevant la tension par l'intermédiaire des deux fils continus qui sont associés à ce fil à diodes, grâce à des ponts conducteurs situés à chaque extrémité des groupes de diodes et reliant alternativement l'un de ces deux fils continus au fil à diodes.
4. Perfectionnement au procédé de balayage électronique selon la revendication 3 caractérisé en outre en ce que l'on détermine le nombre de diodes d'un groupe de diodes sur un fil à diodes en fonction de la tension que l'on désire appliquer, des qualités d'isolation réalisées dans et à l'extérieur du panneau entre les différents fils conducteurs et de la section de ces fils.
EP78400030A 1977-06-24 1978-06-22 Dispositif de balayage électronique comprenant des panneaux diélectriques déphaseurs Expired EP0000308B1 (fr)

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