EP0156684A1 - Elément rayonnant des ondes électromagnétiques, et son application à une antenne à balayage électronique - Google Patents

Elément rayonnant des ondes électromagnétiques, et son application à une antenne à balayage électronique Download PDF

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Publication number
EP0156684A1
EP0156684A1 EP85400336A EP85400336A EP0156684A1 EP 0156684 A1 EP0156684 A1 EP 0156684A1 EP 85400336 A EP85400336 A EP 85400336A EP 85400336 A EP85400336 A EP 85400336A EP 0156684 A1 EP0156684 A1 EP 0156684A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
lines
radiating element
coaxial
central conductor
conductive
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP85400336A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Georges Cohen
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 EP0156684A1 publication Critical patent/EP0156684A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction

Definitions

  • the present invention relates to an element radiating electromagnetic waves, which is particularly interesting in that it can radiate with a switchable polarization.
  • the invention also relates to its application to the production of a network antenna, linear or two-dimensional, of the electronic scanning antenna type in particular.
  • Array antennas with electronic scanning are already known which radiate electromagnetic waves in fixed rectilinear or circular polarization.
  • the rate of elimination of these parasitic elements will be all the more important that one can easily act on the polarization, that is to say on the orientation of the plane of polarization in the case of a rectilinear polarization or on the characteristics of the ellipse of polarization in the case of a circular polarization.
  • the present invention makes it possible to solve the technical problem posed by the polarization switching of a radiating element, in particular with a view to producing an antenna with electronic scanning.
  • the invention relates to a radiating element designed so that the polarization of the electromagnetic wave it emits is switchable.
  • a radiating element designed so that the polarization of the electromagnetic wave it emits is switchable.
  • Such an element can radiate a wave according to a switchable polarization, which can be rectilinear in a given direction or in another rectilinear direction orthogonal to the previous one, or else circular straight or left with, for each direction of rotation, several possible configurations of the polarization ellipse.
  • the subject of the invention is a radiating element comprising two pairs of adjacent coaxial lines two by two, each associated with a conductive strand in electrical contact with the external conductor of each line, each couple comprising two lines arranged symmetrically with respect to to an axis of symmetry passing through the conductive strands of the two lines of the other couple, the two axes of symmetry being orthogonal so that the four strands form two orthogonal dipoles and in that one of the two coaxial lines of each couple is supplied by one end of its central conductor and the other end of which is electrically connected to the central conductor of the other open coaxial line, by an electrical connection line, so that the phase centers of the two dipoles are combined .
  • the invention also relates to the application of the radiating element according to the invention to the production of a network antenna and in particular of a network antenna with electronic scanning.
  • the radiating element 100 object of the invention comprises two pairs of coaxial lines (1 and 2; 3 and 4) each associated with a conductive strand 5 to 8 respectively.
  • the outer conductors of the coaxial lines 1 to 4 are respectively referenced 9 to 12 and their central conductors respectively by 13 to 17.
  • Each pair of coaxial lines (1 and 2; 3 and 4) comprises two lines arranged symmetrically with respect to an axis of symmetry, respectively 8 1 and ⁇ 2 , passing through the conductive strands (7 and 8; 5 and 6) of the two lines (3 and 4; 1 and 2) of the other couple, these two axes ⁇ 1 and L 2 being orthogonal.
  • the four conductive strands 5 to 8 constitute the radiating strands of two crossed dipoles.
  • the strands are excited by the central conductors of the coaxial lines as follows: for each pair of coaxial lines (1 and 2; 3 and 4) one of the lines 1 and 3 is supplied by one of the ends 17 and 18 respectively of its central conductor 13 and 15, the other end of which is electrically connected to the central conductor 14 and 16 of the other coaxial line 2 and 4, which is an open line, by an electrical connection line 21 and 22.
  • phase center of each of the two dipoles thus constituted by two coaxial lines (1 and 2; 3 and 4) and by two radiating strands (5 and 6; 7 and 8) is located at the level of the connecting line 21 and 22, equidistant from the central conductors (13 and 14; 15 and 16) of the two lines.
  • the phase centers of these two dipoles are therefore confused at point O.
  • each pair of coaxial lines (1 and 2; 3 and 4) associated with a dipole consists of two cylinders of conductive material , metal for example, which form the outer conductors of the lines.
  • the latter each having two slots 23; 24, for the coaxial line 3 for example, diametrically opposite with respect to the axis of symmetry ⁇ 1 of the dipole formed by the two conductive strands 7 and 8.
  • the slots of given length L, allow the excitation of the radiating strands.
  • one of the lines has a central conductor of length L equal to the total length of the line and the other line which is an open line has a central conductor of length 1 Less than L.
  • connection lines are each constituted for example by a strip of dielectric material, photo-etched on one side, they are arranged perpendicular to one another, the two dielectric faces facing each other to avoid electrical short-circuits.
  • connection lines each have two conductive holes 25 at their ends.
  • FIG. 3 as in FIG. 1, the radiating element 100 is fixed on a conducting plane 26 playing the role of a reflecting plane.
  • Metallic strands 27 placed in front of the radiating strands 5 to 8 are held in place, parallel to each of them, by means of a dielectric support 28 of low dielectric constant, in order to serve as elements directors.
  • These guiding elements make it possible to obtain, for each of the dipoles, neighboring radiation diagrams in the site and deposit planes (by increasing the directivity in the plane normal to the axis of the dipoles).
  • FIG. 3 represents the preferred embodiment of the radiating element according to the invention.
  • the power supply means comprise two energy distributors 29 and 30 produced from two microwave transmission lines of the triplate-air type, according to the subject of the French patent application published under No. 2,496,996. application of such an element to the production of a network antenna, which will be described later, the distributors are each followed by a phase shifter with diodes 31 and 32 of N bits shown in FIG. 5 making it possible to obtain a direction and a determined shape of the antenna beam comprising such a radiating element and of polarizing the wave emitted according to a defined characteristic.
  • An output device 51 provides the link between each distributor and the associated phase shifter.
  • Each of these phase shifters 31 and 32 is also connected to power distribution means 52. Control, supply and test means 53 are added to these phase shifters.
  • each of the transmission lines is constituted by two parallel conductive plates 33 and 34 separated from each other by air and elec tricantly at the same potential and by a central conductive tape 35 placed parallel and between the two plates 33 and 34, equidistant from them.
  • a radiating element according to the invention it is necessary to use two identical distributors which are superposed.
  • one of their ground planes is constituted by a common conductive plate 34.
  • each distributor is connected at one end to a diode phase shifter 31 and at another end to the central conductor 13 and 15 of one of the two coaxial lines 1 and 3 of each pair which, associated with the strands conductors 5 and 6 form the radiating element, via a conventional quarter-wave trap 38 and a transition 39 coaxial line - three-plate line also known.
  • This trap is produced by the open end of the central conductor of the coaxial lines 1 and 3, which brings a short circuit to ⁇ / 4 from this end.
  • the presence of dielectric 50 around the central conductor makes it possible to reduce the mechanical dimensions.
  • a radiating element The operation of a radiating element according to the invention is then as follows. Let us consider a couple of coaxial lines 1 and 2 associated with conductive strands 5 and 6 forming a dipole. Part of the energy coming from the phase shifter 31 and flowing in the distributor 29 then in a first coaxial line 1 whose central conductor 13 is connected to the central conductor 35 of the distributor, excites the slots of this coaxial line while another part of this energy, which is transmitted by the connecting line 21 connecting the two coaxial lines 1 and 2, excites the slots of the second open coaxial line 2. All of the currents created by the four slots feed the conductive strands 5 and 6 of the radiating dipole. The two dipoles forming the radiating element are each supplied in the same way so that their two phase centers are merged.
  • the wave given by the radiating element will be in polarization linear verti caie for example; if it differs from ⁇ , the polarization will be linear horizontal and if it differs from ⁇ / 2 the polarization will be right or left circular, etc ...
  • the invention also relates to the application of the radiating element to the production of a linear antenna, whether linear or two-dimensional, as shown in FIGS. 6 and 7.
  • a linear array antenna shown in perspective in FIG. 6, it is composed of radiating elements 40 according to the invention, aligned at the end of a set of two energy distributors identical 29 and 30 joined to each other as before.
  • all the radiating elements 40 have their dipoles inclined in two same orthogonal directions D 1 and D 2 and all the dipoles of the same inclination 41 and 42 respectively are supplied by the same distributor 29 and 30 respectively connected to a N-bit diode shifter 31 e: 32 respectively at its other end.
  • each distributor (only that of the distributor 29 has been shown in dotted lines), one end of which is connected to the phase shifter 31 and is connected at its other end to ring dividers 46 followed by branch dividers 7 performing in summer the successive power divisions in order to divide the input power of the distributor to supply each of the radiating elements 40.
  • a two-dimensional array antenna with electronic scanning, for example, shown in perspective in FIG. 7, it is constituted by a plurality of linear arrays 45 as they have just been described, all identical and superimposed.
  • the distance d separating two linear networks 45 takes account of the operational data, in particular to avoid the appearance of a network lobe, and of the size of the radiating elements 40 relative to each other.
  • all dipoles are inclined at only two directions orthogonal tions, D 1 and D 2.
  • the polarization of the wave emitted by the antenna is a function of the state of the diodes of the two phase shifters linked to each linear array; as for the particular pointing and beam width characteristics, they depend on the state of the phase shifters.
  • the phase shift existing between the states of the two phase shifters of each linear array must be the same for all the linear arrays making up an antenna with electronic scanning.
  • the possible number of polarization of the wave emitted by the antenna is linked to the number of bits of the phase shifters - for four-bit phase shifters, there are thirty possible configurations.
  • Another advantage comes from the good conservation of the polarization characteristics over part of the beam radiated by the antenna, thanks to the superposition of the phase centers of the two dipoles making up each radiating element.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

Elément rayonnant formé par deux dipôles orthogonaux réalisés chacun à partir de deux lignes coaxiales (1 et 2; 3 et 4) associées à deux brins rayonnants (5 et 6; 7 et 8), une des deux lignes coaxiales (1 ; 3) de chaque couple étant alimentée par une de ses extrémités (17 ; 18) de son conducteur central (13 ; 15) dont l'autre extrémité (19 ; 20) est reliée électriquement au conducteur central (14 ; 16) de l'autre ligne coaxiale qui est ouverte (2 ; 4) de façon à ce que les centres de phase (0) des deux dipôles soient confondus.
Application à une antenne à balayage électronique.

Description

  • La présente invention concerne un élément rayonnant des ondes électromagnétiques, particulièrement intéressant par le fait qu'il peut rayonner avec une polarisation commutable. L'invention concerne également son application à la réalisation d'une antenne réseau, linéaire ou bi-dimensionnelle, du type antenne à balayage électronique notamment.
  • On connaît déjà des antennes réseaux à balayage électronique qui rayonnent des ondes électromagnétiques en polarisation rectiligne ou circulaire fixe. Or, il peut être intéressant de modifier en un temps très court la polarisation émise - en quelques dizaines de (Us par exemple - notamment en présence de clutters ou de brouilleurs. Le taux d'élimination de ces éléments parasites sera d'autant plus important que l'on pourra aisément agir sur la polarisation, c'est-à-dire sur l'orientation du plan de polarisation dans le cas d'une polarisation rectiligne ou sur les caractéristiques de l'ellipse de polarisation dans le cas d'une polarisation circulaire.
  • La présente invention permet de résoudre le problème technique posé par la commutation de polarisation d'un élément rayonnant, notamment en vue de la réalisation d'une antenne à balayage électronique.
  • Pour cela, l'invention a pour objet un élément rayonnant conçu de telle sorte que la polarisation de l'onde électromagnétique qu'il émet est commutable. Un tel élément peut rayonner une onde suivant une polarisation commutable, qui peut être rectiligne suivant une direction donnée ou suivant une autre direction rectiligne orthogonale à la précédente, ou bien encore circulaire droite ou gauche avec, pour chacun des sens de rotation, plusieurs configurations possibles de l'ellipse de polarisation.
  • A cet effet, l'invention a pour objet un élément rayonnant comportant deux couples de lignes coaxiales adjacentes deux à deux, associées chacune à un brin conducteur en contact électrique avec le conducteur extérieur de chaque ligne, chaque couple comprenant deux lignes disposées symétriquement par rapport à un axe de symétrie passant par les brins conducteurs des deux lignes de l'autre couple, les deux axes de symétrie étant orthogonaux de sorte que les quatre brins forment deux dipôles orthogonaux et en ce qu'une des deux lignes coaxiales de chaque couple est alimentée par une des extrémités de son conducteur central et dont l'autre extrémité est reliée électriquement au conducteur central de l'autre ligne coaxiale ouverte, par une ligne de liaison électrique, de façon à ce que les centres de phase des deux dipôles soient confondus.
  • L'invention vise également l'application de l'élément rayonnant selon l'invention à la réalisation d'une antenne réseau et notamment d'une antenne réseau à balayage électronique.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par les figures qui représentent des modes de réalisation non limitatifs donnés à titre d'exemple :
    • - les figures 1 et 2 : deux vues en perspective et en coupe transversale d'un élément rayonnant selon l'invention, suivant un mode de réalisation ;
    • - la figure 3 : une vue en perspective d'un élément rayonnant selon l'invention, suivant un autre mode de réalisation ;
    • les figures 4 et 5 : deux vues, en coupe et arrière, d'un élément rayonnant associé à des moyens d'alimentation ;
    • - la figure 6 : une vue avant d'une antenne réseau linéaire selon l'invention ;
    • - la figure 7 : une vue avant d'une antenne réseau bi-dimensionnelle selon l'invention.
  • Les éléments portant les mêmes références dans les différentes figures remplissent les mêmes fonctions en vue des mêmes résultats.
  • Suivant le mode de réalisation représenté sur les figures 1 et 2, l'élément rayonnant 100 objet de l'invention comporte deux couples de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) associées chacune à un brin conducteur 5 à 8 respectivement. Les conducteurs extérieurs des lignes coaxiales 1 à 4 sont référencés respectivement 9 à 12 et leurs conducteurs centraux respectivement par 13 à 17. Chaque couple de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) comprend deux lignes disposées symétriquement par rapport à un axe de symétrie, respectivement 8 1 et △2, passant par les brins conducteurs (7 et 8 ; 5 et 6) des deux lignes (3 et 4 ; 1 et 2) de l'autre couple, ces deux axes △1 et L 2 étant orthogonaux. Ainsi, les quatre brins conducteurs 5 à 8 constituent les brins rayonnants de deux dipôles croisés. L'excitation des brins se fait par les conducteurs centraux des lignes coaxiales de la façon suivante : pour chaque couple de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) une des lignes 1 et 3 est alimentée par une des extrémités 17 et 18 respectivement de son conducteur central 13 et 15 dont l'autre extrémité est reliée électriquement au conducteur central 14 et 16 de l'autre ligne coaxiale 2 et 4, qui est une ligne ouverte, par une ligne de liaison électrique 21 et 22.
  • Le centre de phase de chacun des deux dipôles ainsi constitués par deux lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) et par deux brins rayonnants (5 et 6 ; 7 et 8) se trouve situé au niveau de la ligne de liaison 21 et 22, à égale distance des conducteurs centraux (13 et 14 ; 15 et 16) des deux lignes. Les centres de phase de ces deux dipôles sont donc confondus au point O.
  • Dans l'exemple de réalisation non limitatif représenté en perspective sur la figure 1 et en coupe transversale dans la figure 2, chaque couple de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) associées à un dipôle est constitué par deux cylindres de matériau conducteur, du métal par exemple, qui forment les conducteurs extérieurs des lignes. Ces derniers présentant chacun deux fentes 23 ; 24, pour la ligne coaxiale 3 par exemple, diamétralement opposées par rapport à l'axe de symétrie △1 du dipôle formé par les deux brins conducteurs 7 et 8. Les fentes, de longueur L donnée, permettent l'excitation des brins rayonnants. Pour chaque couple de lignes coaxiales, une des lignes comporte un conducteur central de longueur L égale à la longueur totale de la ligne et l'autre ligne qui est une ligne ouverte comporte un conducteur central de longueur 1 Inférieure à L.
  • Pour éviter des phénomènes de court-circuit entre les deux lignes de liaison qui se croisent, celles-ci doivent être isolées électriquement, non seulement l'une de l'autre, mais encore des conducteurs extérieurs 9 à 12 des lignes coaxiales. Les lignes de liaison sont constituées chacune par exemple par une barrette de matériau diélectrique, photogravée sur une seule face, elles sont disposées perpendiculairement l'une à l'autre, les deux faces diélectriques en regard pour éviter les court-circuits électriques. Pour assurer la liaison électrique entre les conducteurs centraux des deux lignes coaxiales de chaque couple, les lignes de liaison présentent chacune deux trous conducteurs 25 à leurs extrémités.
  • On peut constater sur les figures 1 et 2 la présence d'une rondelle 60 de diélectrique destinée à assurer le centrage du conducteur central de chaque ligne coaxiale.
  • Sur la figure 3, comme sur la figure 1, l'élément rayonnant 100 est fixé sur un plan conducteur 26 jouant le rôle de plan réflecteur. Des brins métalliques 27 placés à l'avant des brins rayonnants 5 à 8 sont maintenus en place, parallèlement à chacun d'eux, par l'intermédiaire d'un support diélectrique 28 de faible constante diélectrique, dans le but de servir d'éléments directeurs. Ces éléments directeurs permettent d'obtenir, pour chacun des dipôles, des diagrammes de rayonnement voisins dans les plans site et gisement (par l'augmentation de la directivité dans le plan normal à l'axe des dipôles). La figure 3 représente le mode de réalisation préférentiel de l'élément rayonnant selon l'invention.
  • A cet élément rayonnant 100 objet de l'invention tel qu'il vient d'être décrit, on doit associer des moyens d'alimentation représentés figures 4 et 5,qui permettent à cet élément 'de rayonner selon plusieurs polarisations possibles. Les moyens d'alimentation comportent deux répartiteurs d'énergie 29 et 30 réalisés à partir de deux lignes de transmission hyperfréquence du type triplaque-air, suivant l'objet de la demande de brevet français publiée sous le No. 2 496 996. Dans l'application d'un tel élément à la réalisation d'une antenne réseau, qui sera décrite ultérieurement, les répartiteurs sont suivis chacun d'un déphaseur à diodes 31 et 32 de N bits représentés sur la figure 5 permettant d'obtenir une direction et une forme déterminée du faisceau de l'antenne comportant un tel élément rayonnant et de polariser l'onde émise suivant une caractéristique définie. Un dispositif de sortie 51 assure la liaison entre chaque répartiteur et le déphaseur associé. Chacun de ces déphaseurs 31 et 32 est d'autre part relié à des moyens de distribution 52 de puissance. Des moyens 53 de commande, d'alimentation et de test sont adjoints à ces déphaseurs.
  • Comme le montre plus précisément la figure 4, chacune des lignes de transmission est constituée par deux plaques conductrices parallèles 33 et 34 séparées l'une de l'autre par de l'air et électriquement au même potentiel et par un ruban conducteur central 35 placé parallèlement et entre les deux plaques 33 et 34, à égale distance de celles-ci. Pour alimenter un élément rayonnant selon l'invention, il est nécessaire d'utiliser deux répartiteurs identiques qui sont superposés. Pour cela, un de leurs plans de masse est constitué par une plaque conductrice commune 34.
  • Le ruban conducteur central 35 de chaque répartiteur est relié par une première extrémité à un déphaseur à diodes 31 et par une autre extrémité, au conducteur central 13 et 15 d'une des deux lignes coaxiales 1 et 3 de chaque couple qui, associé aux brins conducteurs 5 et 6, forment l'élément rayonnant, par l'intermédiaire d'un piège quart d'onde classique 38 et d'une transition 39 ligne coaxiale - ligne triplaque également connue. Ce piège est réalisé par l'extrémité ouverte du conducteur central des lignes coaxiales 1 et 3, qui ramène un court-circuit à λ/4 de cette extrémité. La présence de diélectrique 50 autour du conducteur central permet de réduire les dimensions mécaniques.
  • Le fonctionnement d'un élément rayonnant selon l'invention est alors le suivant. Considérons un couple de lignes coaxiales 1 et 2 associé à des brins conducteurs 5 et 6 formant un dipôle. Une partie de l'énergie provenant du déphaseur 31 et circulant dans le répartiteur 29 puis dans une première ligne coaxiale 1 dont le conducteur central 13 est relié au conducteur central 35 du répartiteur, excite les fentes de cette ligne coaxiale tandis qu'une autre partie de cette énergie, qui est transmise par la ligne de liaison 21 reliant les deux lignes coaxiales 1 et 2, excite les fentes de la deuxième ligne coaxiale ouverte 2. L'ensemble des courants créés par les quatre fentes alimente les brins conducteurs 5 et 6 du dipôle rayonnant. Les deux dipôles formant l'élément rayonnant sont alimentés chacun de la même façon de manière à ce que leurs deux centres de phase soient confondus. Sans cette superposition de leurs deux centres de phase, il ne peut y avoir rayonnement selon une polarisation circulaire dans une grande plage angulaire. L'adaptation et le découplage des deux dipôles de l'élément rayonnant sont obtenus par action sur les longueurs 1 des conducteurs centraux des deux lignes ouvertes.
  • Pour modifier la polarisation de l'onde émise, on agit sur l'état des diodes de l'un des déphaseurs 31 et 32. Si les deux déphaseurs sont dans le même état, l'onde ayonnée par l'élément rayonnant sera en polarisation linéaire verti caie par exemple ; s'il diffère de π, la polarisation sera linéaire horizontale et s'il diffère de π/2 la polarisation sera circulaire droite ou gauche, etc...
  • Comme cela a été dit dsns l'introduction de la demande, l'invention vise également l'appli cation de l'élément rayonnant à la réalisation d'une antenne réseat qu'elle soit linéaire ou bidimensionnelle, comme le montrent les figures 6 et 7.
  • Dans le cas d'une anten le réseau linéaire, représentée en perspective figure 6, elle est composée d'éléments rayonnants 40 selon l'inv ention, alignés à' l'ur e des extrémités d'un ensemble de deux répartiteurs d'énergie identiques 29 et 30 accolés l'un à l'autre comme précédemment. Pour in réseau linéaire donné, tous les éléments rayonnants 40 ont leu dipôles inclinés selon deux mêmes directions orthogonales D1 et D2 et tous les dipôles de même inclinaison respectivement 41 et 42 sont alimentés par un même répartiteur 29 et 30 respective nent relié à un déphaseur à diodes à N bits 31 e : 32 respectivement à son autre extrémité. Dans ce cas de réseau linéaire, le ruban co ducteur central 35 de chaque répartiteur (seu celui du répartiteu 29 a été représenté en pointillés), dont une première extrémité et reliée au déphaseur 31 est relié à son autre extrémité à des diviseurs en anneau 46 suivis de diviseurs à branches 7 réalisant des été les successifs de division de puissance afin de diviser la puissance d'entrée du répartiteur pour alimenter en uissance chacun des éléments rayonnants 40.
  • Dans le cas d'une antenne réseau bidimensionnelle, à balayage électronique par.exemple, représentée en perspective figure 7,elle est constituée par une pluralité de réseaux linéaires 45 tels qu'ils viennent d'être décrits, tous identiques et superposés. La distance d séparant deux réseaux linéaires 45 tient compte des données opérationnelles, notamment pour éviter l'apparition d'un lobe de réseau, et de l'encombrement des éléments rayonnants 40 les uns par rapport aux autres. Pour l'ensemble des éléments rayonnants de l'antenne, tous les dipôles sont inclinés selon seulement deux direc- tions orthogonales, D1 et D2.
  • Pour un réseau linéaire comme pour une antenne à balayage électronique, la polarisation de l'onde émise par l'antenne est fonction de l'état des diodes des deux déphaseurs liés à chaque réseau linéaire ; quant aux caractéristiques particulières de pointage et de largeur du faisceau, elles dépendent de l'état des déphaseurs. Le déphasage existant entre les états des deux déphaseurs de chaque réseau linéaire doit être le même pour tous les réseaux linéaires composant une antenne à balayage électronique. Le nombre possible de polarisation de l'onde émise par l'antenne est lié au nombre de bits des déphaseurs - pour des déphaseurs à quatre bits, il y a trente configurations possibles.
  • Ainsi viennent d'être décrits à la fois un élément rayonnant à polarisation commutable pouvant être utilisé comme source primaire et une antenne réseau à balayage électronique également à polarisation commutable constituée de multiples éléments rayonnants selon l'invention.
  • Un des avantages d'une antenne ainsi réalisée vient de son coût relativement faible dans la mesure où :
    • - les deux répartiteurs alimentant chaque réseau linéaire d'éléments rayonnants sont identiques ;
    • - les éléments rayonnants peuvent être fabriqués en série, par mise au point d'un procédé industriel ;
    • - le conducteur central des lignes coaxiales est démontable.
  • Un autre avantage vient de la bonne conservation des caractéristiques de polarisation sur une partie du faisceau rayonné par l'antenne, grâce à la superposition des centres de phase des deux dipôles composant chaque élément rayonnant.

Claims (7)

1. Elément rayonnant comportant deux couples de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) adjacentes deux à deux, associées chacune à un brin conducteur (5 et 6 ; 7 et 8) en contact électrique avec le conducteur extérieur (9 et 10 ; 11 et 12) de chaque ligne coaxiale, caractérisé en ce que chaque couple comprend deux lignes (I et 2 ; 3 et 4) disposées symétriquement par rapport à un axe de symétrie (△1 ; △2) passant par les brins conducteurs (7 et 8 ; 5 et 6) des deux lignes (3 et 4 ; 1 et 2) de l'autre couple, les deux axes de symétrie (△1 ; 62) étant orthogonaux de sorte que les quatre brins (5 à 8) forment deux dipôles orthogonaux et en ce qu'une des deux lignes coaxiales (1 ; 3) de chaque couple est alimentée par une des extrémités (17 ; 18) de son conducteur central (13 ; 15) dont l'autre extrémité (I9 ; 20) est reliée électriquement au conducteur central (14 ; 16) de l'autre ligne coaxiale ouverte (2 ; 4), par une ligne de liaison électrique (21 ; 22), de façon à ce que les centres de phase (0) des deux dipôles soient confondus et en ce que chaque couple de lignes coaxiales (1 et 2 ; 3 et 4) associées à un dipôle est constitué par deux cylindres de matériau conducteur, formant les conducteurs extérieurs des lignes (9 et 10 ; 11 et 12), présentant chacun deux fentes (23 ; 24) diamétralement opposées par rapport à l'axe de l'autre dipôle de l'élément rayonnant, de longueur L donnée ; le conducteur central (14 ; 16) de la ligne coaxiale ouverte (2 ; 4) ayant une longueur I inférieure à L.
2. Elément rayonnant selon la revendication 1, caractérisé en ce que les deux lignes de liaison (21 ; 22) sont isolées électriquement d'une part l'une de l'autre et d'autre part des conducteurs extérieurs (9 à 12) des lignes coaxiales.
3. Elément rayonnant selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux lignes de liaison (21 ; 22) sont constituées chacune par une barrette de matériau diélectrique, photogravée sur une seule face, les deux lignes étant disposées perpendiculairement l'une à l'autre, les deux faces diélectriques en regard, et en ce qu'elles présentent à chaque extrémité des trous (25) permettant la liaison électrique avec les conducteurs centraux (13 à 16) des lignes coaxiales.
4. Elément rayonnant selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il est associé à des moyens d'alimentation constituées par deux répartiteurs d'énergie (29 ; 30) identiques et superposés, réalisés à partir de deux lignes de transmission hyperfréquence du type triplaque-air, suivis chacun d'un déphaseur à diodes (31 ; 32) de N bits.
5. Elément rayonnant selon la revendication 4, caractérisé en ce que les deux répartiteurs d'énergie (29 ; 30) sont constitués chacun par deux plaques conductrices parallèles (33 et 34), séparées par de l'air et électriquement au même potentiel, et par un ruban central conducteur (35) placé parallèlement entre les deux plaques (33 et 34), les deux répartiteurs (29 ; 30) présentant une plaque commune (34) et ayant leur conducteur central (35) relié par une première extrémité (36) à un déphaseur (31) et par une deuxième extrémité (37) opposée à la première, au conducteur central d'une des deux lignes coaxiales (1 ; 3) de chaque couple.
6. Antenne réseau linéaire, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une pluralité d'éléments rayonnants (40) selon l'une des revendications 1 à 5, ces éléments étant alignés à l'une des extrémités d'un ensemble de deux répartiteurs d'énergie identiques (29 ; 30) superposés, connectés chacun à un déphaseur (31 ; 32) à son autre extrémité.
7. Antenne réseau à balayage électronique, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une pluralité de réseaux linéaires d'éléments rayonnants selon la revendication 6.
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