EP0067753A1 - Microwave antenna with open cavities fed by two orthogonal dipoles - Google Patents

Microwave antenna with open cavities fed by two orthogonal dipoles Download PDF

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EP0067753A1
EP0067753A1 EP82400984A EP82400984A EP0067753A1 EP 0067753 A1 EP0067753 A1 EP 0067753A1 EP 82400984 A EP82400984 A EP 82400984A EP 82400984 A EP82400984 A EP 82400984A EP 0067753 A1 EP0067753 A1 EP 0067753A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
cavity
dipole
source according
plates
dipoles
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP82400984A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Albert Dupressoir
Georges Devis
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
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Filing date
Publication date
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Publication of EP0067753A1 publication Critical patent/EP0067753A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H01Q13/025—Multimode horn antennas; Horns using higher mode of propagation
    • H01Q13/0258—Orthomode horns
    • 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
    • H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device

Definitions

  • the present invention relates to a radiating source with open cavities, excited by two orthogonal dipoles and preferably operating in the microwave domain.
  • This source can be used as the primary excitation source of a focusing optical system or as a radiating element of a network antenna, whether the network is linear plane or disposed on any surface.
  • FIG. 1 represents a particular embodiment of such a radiating source described in the review "Microwave Journal" of the month of May 1977, pages 47 to 49, whose open cavity 1 is of revolution (cylindrical), excited by two dipoles 2 and 3 arranged in a cross and comprising a planar element 4 placed in front of the radiating opening 5 to increase the directivity.
  • the object of the invention is to define a radiating source with open cavities, excited by two cross dipoles and operating in two different frequency bands.
  • this source comprises two concentric cavities, each being excited by one of the dipoles and tuned to the central frequency of the operating frequency band of its respective exciting dipole, these two cavities, whose respective openings allowing the radiation of the waves emitted. are placed on the same side, being further arranged one in the other so that the cavity placed inside the other operates in the highest frequency band.
  • the frequency difference between the two operating bands of the source is greater than the ratio of 1 to 3.
  • FIGS. 2 and 4 are exploded views of these two embodiments.
  • FIG. 2 shows an exploded view of a first embodiment of a radiating source, comprising two open cavities 6 and 7, excited by their respective dipoles 18 and 21, the external cavity 6 operating in the lowest frequency band and the inner cavity 7 operating in the highest frequency band.
  • the outer cavity 6 is fully reflective for the wave emitted by its exciting dipole 21 and has an opening 8 on the side of the emitted radiation, while the inner cavity 7 is reflective by the wave emitted by its exciting dipole 18 but semi-transparent for the radiated wave for the dipole 18.
  • the cross sections of the cavities are square.
  • the external cavity 6 is produced either by thin metal plates, of light alloy for example obtained by mechanical brazing in a salt bath, or by metallized dielectric material plates.
  • the cross section of this cavity 6 is square with the edges cut along the cut 9 for reasons of attachment to the top of the main reflector of a Cassegrain system for example, the source thus produced would constitute the radiating assembly primary.
  • the ears 10 are also used for this fixing.
  • the cross section of the cavity may have another shape which will be specified later.
  • the open interior cavity 7 has its bottom 11 and two side walls parallel to each other, 12 and 13 semi-transparent, and two other walls 14 and 15 fully reflecting, the opening 16 being also on the side of the radiation emitted therefore of the same side that the opening 8 of the cavity 6.
  • Its cross section has substantially the same shape as that of the outer cavity 6, with dimensions corresponding to its own operating frequency band, but does not have cut edges.
  • This cavity 7 is produced by assembling five plates of thin dielectric material, constituting the bottom 11 and the four walls 12 to 15.
  • the plates constituting the walls 12 and 13 as well as the bottom 11 are partially metallized, according to parallel ribbons 16, only on the internal faces of the walls and of the bottom of the cavity 7.
  • the other two plates are fully metallized on the internal faces of the walls 14 and 15.
  • the parallel metallic ribbons deposited on the walls and the bottom of the internal cavity 7 constitute a microwave network whose characteristics (network pitch, thickness of the ribbons) can be adapted to make this network equivalent to a short-circuit plane for a wave polarized parallel to the direction of these ribbons and transparent for a wave whose direction of polarization is perpendicular to the ribbons of the network.
  • this interior cavity 7 is excitable by a dipole emitting a wave whose direction of polarization is parallel to that of the metallic ribbons 16 constituting its two walls 12 and 13 and its bottom 11. This is why we will excite this cavity 7 by a dipole 18 which, in FIG. 2, is produced on a dielectric plate 19, its strands 20 parallel to the strips 16, being photo-etched on the latter.
  • this dipole 21 is produced by photoengraving on a wafer 23 of dielectric material but it . can be made otherwise, just like dipole 18, by metal strands for example.
  • the radiating strands 20 and 22 of each of the respective dipoles 18 and 21 have a length equal to the half-wavelength corresponding to the central frequency of their operating bands.
  • the dipoles 18 and 21 are supplied by semi-rigid coaxial lines comprising a symmetrizing system which allows the passage from the coaxial, anti-symmetrical line, to the two-wire supply line, symmetrical.
  • the interior cavity 7 has a volume perfectly defined by its walls and the exterior cavity 6 has a volume equivalent to that defined by its exterior faces.
  • the position of the exciter dipoles is adjustable.
  • these dipoles placed in two planes normal to the longitudinal axis 4 of the radiating system and centered on this axis have a position relative to the short-circuit planes, which constitute the bottoms of the cavities with which they are associated, adjustable as a function of these requested radio characteristics.
  • the microwave source is a primary source which does not radiate directly, i.e. illuminating a focusing optical system, the two laws of radiation of the dipoles must be as close as possible to each other, therefore their centers of phase combined.
  • the plates 19 and 23 carrying the dipoles 18 and 21 are slid into slots made in the side walls 12 to 15 of the internal cavity 7, then fixed by gluing, the electrical continuity between the different metallized parts being provided by tin soldering at low heating temperatures for example.
  • the interior cavity 6 is fixed to the cavity 7 by bonding the four dielectric plates to the internal walls of the cavity 6, by means of an epoxy resin for example.
  • a radome 24 is placed over the opening of the source.
  • Figure 3 showing a side view of a dual-band source according to the invention. It can be made of a glass fiber fabric material impregnated with epoxy resin and of low thickness.
  • the frequency difference between the two operating bands being greater than the ratio of 1 to 3
  • the dimensions of the external cavity 6 are as follows: 1.3 ⁇ . and 1.5 ⁇ . for the sides of its cross section and 0.55 ⁇ for the depth, - ⁇ . being the wavelength at the center frequency of the operating band -.
  • the width separating two metal strips 16 from the side faces or from the bottom of the interior cavity 7 is equal to ⁇ . / 20 and the thickness of the radome 24 is approximately 0.3 mm.
  • FIG. 4 shows a second embodiment of a dual-band radiating source with concentric open cavities, according to the invention.
  • the external 25 and internal 26 cavities are produced by blocks of dielectric material partially or entirely metallized according to the faces, and produced by molding.
  • the external cavity 25 is constituted by a dielectric block entirely metallized on five external walls, according to a conventional photoengraving method for example, and comprising a hollowed out part 27 whose volume is substantially equal to that of the internal cavity 26.
  • This cavity 26 is constituted by a dielectric block, the bottom 28 and two lateral walls parallel to one another 29 and 30, and perpendicular to the bottom 18, are carriers of networks of metallic ribbons 31 parallel, the other two walls 32 and 33, parallel between they and perpendicular to the bottom 28 are fully metallized, by photoengraving for example.
  • This block has two channels 34 symmetrical with respect to the longitudinal axis ⁇ 'of the cavities. In these two channels are fixed two metal strands 35 serving as an excitation dipole to the external cavity 25. The excitation dipole for the internal cavity 26 is produced by two metal strands 36, perpendicular to the previous strands 35 and entirely contained in this cavity.
  • an orifice 37 is made on the front face of the block constituting the cavity 26, along the axis ⁇ 'so as to be able to weld the strands of the dipoles to the supply coaxials; this orifice 37 can moreover be closed by a plug made of dielectric material.
  • the strands 36 of the exciter dipole of the inner cavity 26 are held inside thereof by gluing while the strands 35 of the exciter dipole of the outer cavity 25 are partly held in the dielectric block of the cavity 26, by bonding, for example, and in part thanks to grooves 38 placed in the dielectric block constituting the cavity 25 and on the other hand to other grooves 39 placed in a dielectric cover 40, which is received in the opening of the outer cavity 25.
  • the latter has a recess for housing this cover, between the opening of the recessed part 27 and the opening of the outer cavity itself.
  • the length L of the internal cavity 26 - or dimension along the axis A '- is greater than the length L' of the hollowed out part 27 of the external cavity 25, so the cover 40 has a recess 41 formed in the extension of the part 27.
  • the cavity 26 is located inside the cavity 25, embedded in the recessed part 27 and in the hollow 41 of the cover 40.
  • a microwave radiating source comprising two open cavities excited by two orthogonal dipoles and operating in two different frequency bands.
  • This source can be used in a network antenna.

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Abstract

Source rayonnante hyperfréquence fonctionnant dans deux bandes de fréquence différentes comprenant deux cavités ouvertes (6 et 7) excitées par deux dipôles (21 et 18) orthogonaux placés l'un dans l'autre, les deux cavités étant entièrement réflectrices pour les ondes émises par leurs dipôles excitateurs respectifs et la cavité intérieure (7) étant transparente pour l'onde émise par le dipôle (21) excitateur de la cavité extérieure (6).Radiant microwave source operating in two different frequency bands comprising two open cavities (6 and 7) excited by two orthogonal dipoles (21 and 18) placed one inside the other, the two cavities being fully reflecting for the waves emitted by their respective excitation dipoles and the internal cavity (7) being transparent to the wave emitted by the exciter dipole (21) of the external cavity (6).

Description

La présente invention concerne une source rayonnante à cavités ouvertes, excitée par deux dipôles orthogonaux et fonctionnant de préférence dans le domaine des hyperfréquences.The present invention relates to a radiating source with open cavities, excited by two orthogonal dipoles and preferably operating in the microwave domain.

Cette source est utilisable comme source primaire d'excitation d'un système optique focalisant ou comme élément rayonnant d'une antenne réseau, que le réseau soit linéaire plan ou disposé sur une surface quelconque.This source can be used as the primary excitation source of a focusing optical system or as a radiating element of a network antenna, whether the network is linear plane or disposed on any surface.

Parmi les différentes réalisations de sources rayonnantes à une cavité ouverte excitée par deux dipôles orthogonaux, aucune ne fonctionne dans deux bandes de fréquences différentes. En effet, elles rayonnent seulement deux ondes simultanément suivant deux polarisations croisées ou avec une polarisation circulaire, dans une bande de fréquences unique. La figure 1 représente une réalisation particulière d'une telle source rayonnante décrite dans la revue "Microwave Journal" du mois de Mai 1977, pages 47 à 49, dont la cavité ouverte 1 est de révolution (cylindrique), excitée par deux dipôles 2 et 3 disposés en croix et comportant un élément plan 4 placé en avant de l'ouverture rayonnante 5 pour en accroître la directivité.Among the various embodiments of radiant sources with an open cavity excited by two orthogonal dipoles, none works in two different frequency bands. Indeed, they radiate only two waves simultaneously according to two crossed polarizations or with a circular polarization, in a single frequency band. FIG. 1 represents a particular embodiment of such a radiating source described in the review "Microwave Journal" of the month of May 1977, pages 47 to 49, whose open cavity 1 is of revolution (cylindrical), excited by two dipoles 2 and 3 arranged in a cross and comprising a planar element 4 placed in front of the radiating opening 5 to increase the directivity.

Le but de l'invention est de définir une source rayonnante à cavités ouvertes, excitée par deux dipôles en croix et fonctionnant dans deux bandes de fréquences différentes. Pour cela, cette source comporte deux cavités concentriques, chacune étant excitée par un des dipôles et accordée sur la fréquence centrale de la bande de fréquences de fonctionnement de son dipôle excitateur respectif, ces deux cavités, dont les ouvertures respectives permettant le rayonnement des ondes émises sont placées du même côté, étant de plus disposées l'une dans l'autre de façon telle que la cavité placée à l'intérieur de l'autre fonctionne dans la bande de fréquences la plus haute.The object of the invention is to define a radiating source with open cavities, excited by two cross dipoles and operating in two different frequency bands. For this, this source comprises two concentric cavities, each being excited by one of the dipoles and tuned to the central frequency of the operating frequency band of its respective exciting dipole, these two cavities, whose respective openings allowing the radiation of the waves emitted. are placed on the same side, being further arranged one in the other so that the cavity placed inside the other operates in the highest frequency band.

Suivant une caractéristique de l'invention, l'écart en fréquences entre les deux bandes .de fonctionnement de la source est supérieure au rapport de 1 à 3.According to a characteristic of the invention, the frequency difference between the two operating bands of the source is greater than the ratio of 1 to 3.

D'autres caractéristiques de l'invention ressortiront de la description ci-dessous concernant les figures suivantes 2, 3 et 4 qui, outre la figure 1 décrite auparavant et représentant une source à cavité ouverte selon l'art antérieur, représentent deux réalisations d'une source bi-bande à cavités ouvertes, les figures 2 et 4 étant des vues éclatées de ces deux réalisations.Other characteristics of the invention will emerge from the description below concerning the following figures 2, 3 and 4 which, in addition to FIG. 1 described previously and representing an open cavity source according to the prior art, represent two embodiments of a dual-band source with open cavities, FIGS. 2 and 4 being exploded views of these two embodiments.

La figure 2 montre une vue éclatée d'une première réalisation d'une source rayonnante, comprenant deux cavités ouvertes 6 et 7, excitées par leurs dipôles 18 et 21 respectifs, la cavité extérieure 6 fonctionnant dans la bande de fréquences la plus basse et la cavité intérieure 7 fonctionnant dans la bande de fréquences la plus haute.FIG. 2 shows an exploded view of a first embodiment of a radiating source, comprising two open cavities 6 and 7, excited by their respective dipoles 18 and 21, the external cavity 6 operating in the lowest frequency band and the inner cavity 7 operating in the highest frequency band.

La cavité extérieure 6 est entièrement réflectrice pour l'onde émise par son dipôle excitateur 21 et comporte une ouverture 8 du côté du rayonnement émis, tandis que la cavité intérieure 7 est réflectrice par l'onde émise par son dipôle excitateur 18 mais semi- transparente pour l'onde rayonnée pour le dipôle 18. Dans l'exemple de réalisation choisi, les sections droites des cavités sont carrées. La cavité extérieure 6 est réalisée soit par des plaques métalliques de faible épaisseur, en alliage léger par exemple obtenues par mécano-brasure au bain de sel, soit par des plaquettes de matériau diélectrique métallisées. Suivant la figure 2, la section droite de cette cavité 6 est carrée avec les arêtes coupées suivant la découpe 9 pour des raisons de fixation au sommet du réflecteur principal d'un système Cassegrain par exemple, dont la source ainsi réalisée constituerait l'ensemble rayonnant primaire. Les oreilles 10 servent également à cette fixation. La section droite de la cavité peut avoir une autre forme qui sera précisée plus loin.The outer cavity 6 is fully reflective for the wave emitted by its exciting dipole 21 and has an opening 8 on the side of the emitted radiation, while the inner cavity 7 is reflective by the wave emitted by its exciting dipole 18 but semi-transparent for the radiated wave for the dipole 18. In the chosen embodiment, the cross sections of the cavities are square. The external cavity 6 is produced either by thin metal plates, of light alloy for example obtained by mechanical brazing in a salt bath, or by metallized dielectric material plates. According to Figure 2, the cross section of this cavity 6 is square with the edges cut along the cut 9 for reasons of attachment to the top of the main reflector of a Cassegrain system for example, the source thus produced would constitute the radiating assembly primary. The ears 10 are also used for this fixing. The cross section of the cavity may have another shape which will be specified later.

La cavité intérieure 7 ouverte a son fond 11 et deux parois latérales parallèles entre elles, 12 et 13 semi-transparentes, et deux autres parois 14 et 15 entièrement réflectrices, l'ouverture 16 se trouvant également du côté du rayonnement émis donc du même côté que l'ouverture 8 de la cavité 6. Sa section droite a sensiblement la même forme que celle de la cavité extérieure 6, avec des dimensions correspondant à sa propre bande de fréquences de fonctionnement, mais ne possède pas d'arêtes coupées. Cette cavité 7 est réalisée par l'assemblage de cinq plaquettes de matériau diélectrique de faible épaisseur, constituant le fond 11 et les quatre parois 12 à 15. Les plaquettes constituant les parois 12 et 13 ainsi que le fond 11 sont partiellement métallisées, suivant des rubans parallèles 16, uniquement sur les faces internes des parois et du fond de la cavité 7. Les deux autres plaquettes sont entièrement métallisées sur les faces internes des parois 14 et 15. Ces cinq plaquettes sont métallisées suivant le procédé dit de photogravure. Leur assemblage se fait suivant la technique dite de la boîte à oeufs, c'est-à-dire au moyen d'encoches et de languettes 17 pour le fond ou de fentes 170 judicieusement placées dans les plaquettes pour que le montage soit possible.The open interior cavity 7 has its bottom 11 and two side walls parallel to each other, 12 and 13 semi-transparent, and two other walls 14 and 15 fully reflecting, the opening 16 being also on the side of the radiation emitted therefore of the same side that the opening 8 of the cavity 6. Its cross section has substantially the same shape as that of the outer cavity 6, with dimensions corresponding to its own operating frequency band, but does not have cut edges. This cavity 7 is produced by assembling five plates of thin dielectric material, constituting the bottom 11 and the four walls 12 to 15. The plates constituting the walls 12 and 13 as well as the bottom 11 are partially metallized, according to parallel ribbons 16, only on the internal faces of the walls and of the bottom of the cavity 7. The other two plates are fully metallized on the internal faces of the walls 14 and 15. These five plates are metallized according to the process known as photoengraving. Their assembly is done according to the technique known as the egg box, that is to say by means of notches and tabs 17 for the bottom or slots 170 judiciously placed in the plates so that assembly is possible.

Les rubans métalliques parallèles déposés sur les parois et le fond de la cavité interne 7 constituent un réseau hyperfréquence dont les caractéristiques (pas du réseau, épaisseur des rubans) peuvent être adaptées pour rendre ce réseau équivalent à un plan de court-circuit pour une onde polarisée parallèlement à la direction de ces rubans et transparent pour une onde dont la direction de polarisation est perpendiculaire aux rubans du réseau. Ainsi cette cavité intérieure 7 est excitable par un dipôle émettant une onde dont la direction de polarisation est parallèle à celle des rubans métalliques 16 constituant ses deux parois 12 et 13 et son fond 11. C'est pourquoi on va exciter cette cavité 7 par un dipôle 18 qui, sur la figure 2, est réalisé sur une plaquette diélectrique 19, ses brins 20 parallèles aux rubans 16, étant photogravés sur cette dernière. Pour les mêmes raisons, la cavité extérieure 6 va être excitée par un dipôle 21 dont les brins 22 sont à la fois orthogonaux aux brins 20 du dipôle 18 et aux rubans 16 du fond 11 et des parois 12 et 13 de la cavité intérieure 7. Sur la figure 2, ce dipôle 21 est réalisé par photogravure sur une plaquette 23 de matériau diélectrique mais il . peut être réalisé autrement, tout comme le dipôle 18, par des brins métalliques par exemple.The parallel metallic ribbons deposited on the walls and the bottom of the internal cavity 7 constitute a microwave network whose characteristics (network pitch, thickness of the ribbons) can be adapted to make this network equivalent to a short-circuit plane for a wave polarized parallel to the direction of these ribbons and transparent for a wave whose direction of polarization is perpendicular to the ribbons of the network. Thus this interior cavity 7 is excitable by a dipole emitting a wave whose direction of polarization is parallel to that of the metallic ribbons 16 constituting its two walls 12 and 13 and its bottom 11. This is why we will excite this cavity 7 by a dipole 18 which, in FIG. 2, is produced on a dielectric plate 19, its strands 20 parallel to the strips 16, being photo-etched on the latter. For the same reasons, the external cavity 6 will be excited by a dipole 21, the strands 22 of which are both orthogonal to the strands 20 of the dipole 18 and to the strips 16 of the bottom 11 and of the walls 12 and 13 of the internal cavity 7. In FIG. 2, this dipole 21 is produced by photoengraving on a wafer 23 of dielectric material but it . can be made otherwise, just like dipole 18, by metal strands for example.

. Les brins rayonnants 20 et 22 de chacun des dipôles respectifs 18 et 21 ont une longueur égale à la demi-longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale de leurs bandes de fonctionnement. Les dipôles 18 et 21 sont alimentés par des lignes coaxiales semi- rigides comportant un système symétriseur qui permet le passage de la ligne coaxiale, anti-symétrique, à la ligne bifilaire d'alimentation, symétrique.. The radiating strands 20 and 22 of each of the respective dipoles 18 and 21 have a length equal to the half-wavelength corresponding to the central frequency of their operating bands. The dipoles 18 and 21 are supplied by semi-rigid coaxial lines comprising a symmetrizing system which allows the passage from the coaxial, anti-symmetrical line, to the two-wire supply line, symmetrical.

Ainsi, selon la réalisation de l'invention, la cavité intérieure 7 a un volume parfaitement défini par ses parois et la cavité extérieure 6 possède un volume équivalent à celui défini par ses faces extérieures. Pour réaliser une source rayonnante bi-bande présentant des caractéristiques de rayonnement particulières, la position des dipôles excitateurs est réglable. Ainsi, ces dipôles placés dans deux plans normaux à l'axe longitudinal 4 du système rayonnant et centrés sur cet axe, ont une position par rapport aux plans de court-circuit, que constituent les fonds des cavités auxquelles ils sont associés, réglable en fonction de ces caractéristiques radioélectriques demandées. Lorsque la source hyperfréquence est une source primaire ne rayonnant pas directement c'est-à-dire éclairant un système optique focalisant, les deux lois de rayonnement des dipôles doivent être aussi proches que possible l'une de l'autre, donc leurs centres de phase confondus.Thus, according to the embodiment of the invention, the interior cavity 7 has a volume perfectly defined by its walls and the exterior cavity 6 has a volume equivalent to that defined by its exterior faces. To produce a dual-band radiating source having particular radiation characteristics, the position of the exciter dipoles is adjustable. Thus, these dipoles placed in two planes normal to the longitudinal axis 4 of the radiating system and centered on this axis, have a position relative to the short-circuit planes, which constitute the bottoms of the cavities with which they are associated, adjustable as a function of these requested radio characteristics. When the microwave source is a primary source which does not radiate directly, i.e. illuminating a focusing optical system, the two laws of radiation of the dipoles must be as close as possible to each other, therefore their centers of phase combined.

Une fois cette position déterminée, les plaquettes 19 et 23 portant les dipôles 18 et 21 sont glissées dans des fentes pratiquées dans les parois latérales 12 à 15 de la cavité intérieure 7, puis fixées par collage, les continuités électriques entre les différentes parties métallisées étant assurées par des soudures à l'étain en basse température de chauffe par exemple. Enfin, la fixation de la cavité intérieure 6 à la cavité 7 se fait par collage des quatre plaquettes diélectriques sur les parois internes de la cavité 6, au moyen d'une résine époxy par exemple.Once this position has been determined, the plates 19 and 23 carrying the dipoles 18 and 21 are slid into slots made in the side walls 12 to 15 of the internal cavity 7, then fixed by gluing, the electrical continuity between the different metallized parts being provided by tin soldering at low heating temperatures for example. Finally, the interior cavity 6 is fixed to the cavity 7 by bonding the four dielectric plates to the internal walls of the cavity 6, by means of an epoxy resin for example.

Enfin pour assurer l'étanchéité de cette source bi-bande à cavités ouvertes, un radôme 24 est placé sur l'ouverture de la source . comme le montre la figure 3, représentant une vue de côté d'une source bi-bande selon l'invention. Il peut être constitué par un matériau de tissu de fibres de verre imprégné de résine époxy et de faible épaisseur..Finally to ensure the tightness of this dual-band source at open cavities, a radome 24 is placed over the opening of the source. as shown in Figure 3, showing a side view of a dual-band source according to the invention. It can be made of a glass fiber fabric material impregnated with epoxy resin and of low thickness.

Dans un exemple particulier de réalisation, l'écart en fréquences entre les deux bandes de fonctionnement étant supérieure au rapport de 1 à 3, les dimensions de la cavité extérieure 6 sont les suivantes : 1,3 λ. et 1,5 λ. pour les côtés de sa section droite et 0,55 λ pour la profondeur, -λ. étant la longueur d'onde à la fréquence centrale de la bande de fonctionnement -. La largeur séparant deux rubans métalliques 16 des faces latérales ou du fond de la cavité intérieure 7 est égale à λ./20 et l'épaisseur du radôme 24 est d'environ 0,3mm.In a particular embodiment, the frequency difference between the two operating bands being greater than the ratio of 1 to 3, the dimensions of the external cavity 6 are as follows: 1.3 λ. and 1.5 λ. for the sides of its cross section and 0.55 λ for the depth, -λ. being the wavelength at the center frequency of the operating band -. The width separating two metal strips 16 from the side faces or from the bottom of the interior cavity 7 is equal to λ. / 20 and the thickness of the radome 24 is approximately 0.3 mm.

. La figure 4 montre un second exemple de réalisation d'une source rayonnante bi-bande à cavités ouvertes concentriques, selon l'invention. Les cavités extérieure 25 et intérieure 26 sont réalisées par des blocs de matériau diélectrique partiellement ou entièrement métallisés selon les faces, et réalisés par moulage.. FIG. 4 shows a second embodiment of a dual-band radiating source with concentric open cavities, according to the invention. The external 25 and internal 26 cavities are produced by blocks of dielectric material partially or entirely metallized according to the faces, and produced by molding.

La cavité 25 extérieure est constituée par un bloc diélectrique entièrement métallisé sur cinq parois extérieures, selon un procédé classique de photogravure par exemple, et comportant une partie évidée 27 dont le volume est sensiblement égal à celui de la cavité intérieure 26.The external cavity 25 is constituted by a dielectric block entirely metallized on five external walls, according to a conventional photoengraving method for example, and comprising a hollowed out part 27 whose volume is substantially equal to that of the internal cavity 26.

Cette cavité 26 est constituée par un bloc diélectrique dont le fond 28 et deux parois latérales parallèles entre elles 29 et 30, et perpendiculaires au fond 18, sont porteuses de réseaux de rubans métalliques 31 parallèles, les deux autres parois 32 et 33, parallèles entre elles et perpendiculaires au fond 28 sont entièrement métallisées, par photogravure par exemple. Ce bloc comporte deux canaux 34 symétriques par rapport à l'axe longitudinal Δ' des cavités. Dans ces deux canaux sont fixés deux brins métalliques 35 servant de dipôle excitateur à la cavité extérieure 25. Le dipôle excitateur de la cavité intérieure 26 est réalisé par deux brins métalliques 36, perpendiculaires aux brins 35 précédents et entièrement contenus dans cette cavité. Pour des raisons de réalisation pratique, un orifice 37 est pratiqué sur la face avant du bloc constituant la cavité 26, le long de l'axe Δ' afin de pouvoir souder les brins des dipôles aux coaxiaux d'alimentation ; cet orifice 37 peut d'ailleurs être fermé par un bouchon en matériau diélectrique.This cavity 26 is constituted by a dielectric block, the bottom 28 and two lateral walls parallel to one another 29 and 30, and perpendicular to the bottom 18, are carriers of networks of metallic ribbons 31 parallel, the other two walls 32 and 33, parallel between they and perpendicular to the bottom 28 are fully metallized, by photoengraving for example. This block has two channels 34 symmetrical with respect to the longitudinal axis Δ 'of the cavities. In these two channels are fixed two metal strands 35 serving as an excitation dipole to the external cavity 25. The excitation dipole for the internal cavity 26 is produced by two metal strands 36, perpendicular to the previous strands 35 and entirely contained in this cavity. For reasons of practical implementation, an orifice 37 is made on the front face of the block constituting the cavity 26, along the axis Δ 'so as to be able to weld the strands of the dipoles to the supply coaxials; this orifice 37 can moreover be closed by a plug made of dielectric material.

Les brins 36 du dipôle excitateur de la cavité intérieure 26 sont maintenus à l'intérieur de celle-ci par collage tandis que les brins 35 du dipôle excitateur de la cavité extérieure 25 sont en partie maintenus dans le bloc diélectrique de la cavité 26, par collage par exemple et en partie grâce d'une part, à des gorges 38 placées dans le bloc diélectrique constituant la cavité 25 et d'autre part à d'autres gorgés 39 placées dans un couvercle diélectrique 40, venant se loger dans l'ouverture de la cavité extérieure 25. Celle-ci comporte un creux pour loger ce couverle, compris entre l'ouverture de la partie évidée 27 et l'ouverture de la cavité extérieure elle-même. La longueur L de la cavité intérieure 26 - ou dimension suivant l'axe A' - est supérieure à la longueur L' de la partie évidée 27 de la cavité extérieure 25, aussi le couvercle 40 comporte-t-il un creux 41 pratiqué dans le prolongement de la partie 27. Ainsi, la cavité 26 se trouve à l'intérieur de la cavité 25, encastrée dans la partie évidée 27 et dans le creux 41 du couvercle 40.The strands 36 of the exciter dipole of the inner cavity 26 are held inside thereof by gluing while the strands 35 of the exciter dipole of the outer cavity 25 are partly held in the dielectric block of the cavity 26, by bonding, for example, and in part thanks to grooves 38 placed in the dielectric block constituting the cavity 25 and on the other hand to other grooves 39 placed in a dielectric cover 40, which is received in the opening of the outer cavity 25. The latter has a recess for housing this cover, between the opening of the recessed part 27 and the opening of the outer cavity itself. The length L of the internal cavity 26 - or dimension along the axis A '- is greater than the length L' of the hollowed out part 27 of the external cavity 25, so the cover 40 has a recess 41 formed in the extension of the part 27. Thus, the cavity 26 is located inside the cavity 25, embedded in the recessed part 27 and in the hollow 41 of the cover 40.

On a ainsi décrit une source rayonnante hyperfréquence, comportant deux cavités ouvertes excitées par deux dipôles orthogonaux et fonctionnant dans deux bandes de fréquences différentes. Cette source peut être utilisée dans une antenne réseau.A microwave radiating source has thus been described, comprising two open cavities excited by two orthogonal dipoles and operating in two different frequency bands. This source can be used in a network antenna.

Claims (12)

1. Source rayonnante hyperfréquence excitée par deux dipôles orthogonaux (18 et 21) comprenant au moins une cavité ouverte (6) excitée par un des dipôles (21), émettant une onde pour laquelle elle est entièrement réflectrice, et accordée sur la fréquence centrale de la bande de fonctionnement de ce dipôle, caractérisée en ce qu'elle comprend une seconde cavité ouverte (7) excitée par l'autre dipôle (18) émettant une onde pour laquelle elle est entièrement réflectrice, et accordée sur la fréquence centrale de la bande de fonctionnement de ce dipôle, cette seconde cavité (7) étant située à l'intérieur de la première, leurs ouvertures rayonnantes respectives placées du même côté, ladite cavité étant transparente pour l'onde émise par le dipôle excitateur (21) de la première cavité qui fonctionne dans la bande de fréquences de fonctionnement la plus basse.1. Radiant microwave source excited by two orthogonal dipoles (18 and 21) comprising at least one open cavity (6) excited by one of the dipoles (21), emitting a wave for which it is fully reflective, and tuned to the central frequency of the operating band of this dipole, characterized in that it comprises a second open cavity (7) excited by the other dipole (18) emitting a wave for which it is fully reflective, and tuned to the central frequency of the band of operation of this dipole, this second cavity (7) being located inside the first, their respective radiating openings placed on the same side, said cavity being transparent to the wave emitted by the exciter dipole (21) of the first cavity that operates in the lowest operating frequency band. 2. Source rayonnante selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'écart en fréquences entre les deux bandes de fonctionnement de la source est supérieur au rapport 1 à 3.2. Radiant source according to claim 1, characterized in that the frequency difference between the two operating bands of the source is greater than the ratio 1 to 3. 3. Source rayonnante selon la revendication 1, caractérisée en ce que le fond (11) et deux parois parallèles (12 et 13) de la cavité intérieure (7), perpendiculaires au fond (11) sont semi-transparents, constitués chacun par un réseau de rubans (16) parallèles aux bins (20) du dipôle excitateur (18) de cette cavité.3. Radiant source according to claim 1, characterized in that the bottom (11) and two parallel walls (12 and 13) of the interior cavity (7), perpendicular to the bottom (11) are semi-transparent, each consisting of a network of ribbons (16) parallel to the bins (20) of the exciter dipole (18) of this cavity. . 4. Source rayonnante selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte un radôme (24) placé sur l'ouverture rayonnante de celle-ci.. 4. Radiant source according to claim 2, characterized in that it comprises a radome (24) placed on the radiating opening thereof. 5. Source rayonnante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les cavités extérieure (6) et intérieure (7) ont chacune une section droite de forme carrée ou rectangulaire ou circulaire, de même axe longitudinal .5. Radiant source according to claim 3, characterized in that the outer (6) and inner (7) cavities each have a cross section of square or rectangular or circular shape, with the same longitudinal axis. 6. Source rayonnante selon la revendication 3, caractérisée en ce que les deux cavités sont constituées par des plaquettes de matériau diélectrique, la cavité extérieure (6) étant réalisée par cinq plaquettes entièrement métallisées et la cavité intérieure (7) étant réalisée par trois plaquettes partiellement métallisées, correspondant au fond (11) et aux deux parois (12 et 13), et par deux plaquettes totalement métallisées.6. Radiant source according to claim 3, characterized in that the two cavities are constituted by plates of dielectric material, the external cavity (6) being produced by five fully metallized plates and the interior cavity (7) being produced by three partially metallized plates, corresponding to the bottom (11) and to the two walls (12 and 13), and by two fully metallized plates. 7. Source rayonnante selon la revendication 5, caractérisée en ce que les plaquettes correspondant au fond (11) et aux parois (12 et 13) de la cavité intérieure (7) sont particulièrement métallisées suivant des rubans parallèles déposés par un procédé de photogravure.7. Radiant source according to claim 5, characterized in that the plates corresponding to the bottom (11) and the walls (12 and 13) of the interior cavity (7) are particularly metallized according to parallel ribbons deposited by a photoengraving process. 8. Source rayonnante selon la revendication 5, caractérisée en ce que les plaquettes de matériau diélectrique constituant la cavité intérieure (7) comportent des encoches, des languettes (17) et des fentes (170) permettant leur montage.8. Radiant source according to claim 5, characterized in that the plates of dielectric material constituting the interior cavity (7) have notches, tongues (17) and slots (170) allowing their mounting. 9. Source rayonnante selon la revendication 5, caractérisée en ce que les deux dipôles excitateurs (18 et 21) sont photogravés sur des plaquettes de matériau diélectrique (19 et 23), leurs brins respectifs (20 et 22) étant orthogonaux.9. Radiant source according to claim 5, characterized in that the two excitatory dipoles (18 and 21) are photoetched on plates of dielectric material (19 and 23), their respective strands (20 and 22) being orthogonal. 10. Source rayonnante selon la revendication 4, caractérisée en ce que la cavité extérieure (25) est constituée par un bloc de matériau diélectrique entièrement métallisé comportant une partie évidée (27) dans laquelle est située la cavité intérieure (26), elle-même constituée par un bloc diélectrique partiellement métallisé, le dipôle excitant de cette dernière cavité étant constitué de deux brins métalliques (36) contenus entièrement dans celle-ci et le dipôle excitateur de la cavité extérieure (25) étant constituée de deux brins métalliques (35) fixés dans deux canaux (34), réalisés dans le bloc diélectrique de cette cavité et symétrique par rapport à l'axe longitudinal (.a) de la source.10. Radiant source according to claim 4, characterized in that the external cavity (25) is constituted by a block of fully metallized dielectric material comprising a recessed part (27) in which the internal cavity (26) is located, itself constituted by a partially metallized dielectric block, the exciting dipole of this latter cavity consisting of two metal strands (36) contained entirely therein and the exciting dipole of the outer cavity (25) consisting of two metal strands (35) fixed in two channels (34), produced in the dielectric block of this cavity and symmetrical with respect to the longitudinal axis (.a) of the source. Il. Source rayonnante selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'un orifice (37) est pratiqué sur la face avant de la cavité (26) et est fermé par un bouchon diélectrique.He. Radiant source according to claim 9, characterized in that an orifice (37) is formed on the front face of the cavity (26) and is closed by a dielectric plug. 12. Utilisation dans une antenne réseau d'une source rayonnante hyperfréquence à cavités ouvertes excitées par deux dipôles orthogonaux décrite suivant l'une des revendications 1 à 10.12. Use in a network antenna of a microwave radiating source with open cavities excited by two orthogonal dipoles described according to one of claims 1 to 10.
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Inventor name: DUPRESSOIR, ALBERT