EP0174250A1 - Dispositif de réception de signaux hyperfréquences à double polarisation - Google Patents

Dispositif de réception de signaux hyperfréquences à double polarisation Download PDF

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EP0174250A1
EP0174250A1 EP85401680A EP85401680A EP0174250A1 EP 0174250 A1 EP0174250 A1 EP 0174250A1 EP 85401680 A EP85401680 A EP 85401680A EP 85401680 A EP85401680 A EP 85401680A EP 0174250 A1 EP0174250 A1 EP 0174250A1
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EP
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guide
probe
tube
waveguide
slots
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EP85401680A
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EP0174250B1 (fr
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Zaroche Houchangnia
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Societe dElectronique de la Region Pays de Loire
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Societe dElectronique de la Region Pays de Loire
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/001—Crossed polarisation dual antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P1/00—Auxiliary devices
    • H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
    • H01P1/161—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion sustaining two independent orthogonal modes, e.g. orthomode transducer
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a device for receiving microwave signals with double polarization, consisting of simple elements which allow rapid and easy mounting without subsequent adjustments, and which confer sufficient overall rigidity.
  • This device is more particularly intended for the reception of microwave signals with double polarization transmitted for television, for example from geostationary satellites. It is intended to be used in reception stations, in combination with the active elements fitted to the microwave heads of said stations.
  • the device can be used for the reception of all microwave signals with double polarization, by adapting some of its elements to the frequency range for which it is intended.
  • a signal or even a wave is said to have double polarization when it does not propagate on a plane, as is the case for a signal with rectilinear polarization (also called plane wave), but around an axis determining the direction. signal propagation. This is the case for waves with circular polarization, or even waves with elliptical polarization.
  • a double polarization wave can be considered as the superposition of two waves with rectilinear polarization.
  • the polarization is circular when the amplitude of the field vector (electric or magnetic) resulting from the superposition of the two waves is constant around the axis of propagation: more precisely, the end of the field vector describes a circle around the axis , in projection on a plane perpendicular to this axis.
  • a wave with circular polarization is the result of two plane waves, orthogonal to each other, and whose maximum amplitudes and frequencies are equal, but between which there is a phase shift of 90 °.
  • the polarization is said to be elliptical when the amplitude of the field vector varies around the axis of propagation. Its end describes an ellipse, projected onto a plane perpendicular to the axis.
  • An elliptically polarized wave is the result of two plane waves, orthogonal, whose maximum amplitudes are different.
  • Circular polarization is mainly used in satellite tracking installations or in space communication installations. The consequences of the Faraday effect which exists in the ionosphere are then lessened, and the reception is better. Circular polarization is also used in terrestrial radars, in order to limit parasitic echoes due to clouds.
  • a device for receiving waves or microwave signals with double polarization must include means for ensuring the reception and processing of two microwave signals with rectilinear polarization.
  • the signal is picked up using a probe which feeds the input of a microwave head.
  • the microwave heads include a preamplifier stage connected to the probe, in order to amplify the signal received in the centimeter wave band.
  • a heterodyne converter consisting of a local oscillator and a mixer, allows the frequency of the signal received by the probe to be transposed to a lower frequency, for example in the HF band; then, an amplifier acts on the signal transposed before its exploitation.
  • These various constituents include elements in microstrips distributed over dielectric substrates of greater or lesser thickness depending on whether they are associated with the decimetric wave circuit or the centimeter wave circuit. Conductive sections are produced by metallization on these substrates and their width varies according to the frequency band for which they are intended.
  • the probe to pick up the signal is, in these different circuits, produced using a metallization placed on one of the substrates, and is located inside a waveguide connected to the antenna. reception.
  • the probes must be arranged to receive signals orthogonal to each other.
  • the circuits supplying the microwave heads must then not interfere; assembly must be rapid, does not require subsequent adjustments and has sufficient rigidity.
  • the device of the invention verifies these different conditions.
  • a device for receiving a dual polarization microwave signal comprises an antenna for directing the signal to a waveguide at the input of which is a depolarizer which makes it possible to decompose the signal into two orthogonal components , with rectilinear polarization, and is characterized in that a probe produced by metallization of a first dielectric substrate is placed inside the waveguide, near its exit, perpendicular to the longitudinal axis of this guide , and is kept away from a second probe produced by metallization of a second dielectric substrate, which is placed perpendicular to the longitudinal axis of the guide, near one end of a second waveguide of the same section internal than the first, and which is located in the extension of the first, and in that means make it possible to ensure the orthogonality of the two probes with respect to the axis and one with respect to the other from the mounting of as a whole, and in that means are provided for decoupling and adapting the probes without subsequent adjustments.
  • the two probes are kept at a distance from each other thanks to the second waveguide, at the ends of which are placed the substrates carrying each probe, and the orthogonality between the two probes is ensured by means of a tube in which the waveguide is fitted, and at the ends of which there are tongues identical from one end of the tube to the other, but offset by 90 °, intended to cooperate with slots made in the substrates, and positioned on one substrate and on the other at the same relative locations with respect to the probes.
  • the device for receiving dual polarization waves comprises, as shown in FIG. 1, a reception antenna of the CASSEGRAIN type consisting of a paraboloidal reflector 1, at the focus of which is a hyperboloidal reflector 2 which returns the electromagnetic waves to a reception horn 3 associated with a waveguide 4 whose role is to direct the waves towards the active elements of the high-frequency circuits which are at the end of the waveguide opposite the antenna.
  • the circular polarization wave is decomposed into two plane waves, in known manner, using a depolarizer located at the outlet of the reception horn 3, in the wave guide 4.
  • This depolarizer not shown in the figures, is in dielectric or metal strip.
  • the two waves thus obtained are orthogonal to each other and continue their propagation inside the waveguide 4.
  • the device of which FIG. 2 shows, in exploded view, the constituent elements allows the reception of these two orthogonal waves.
  • the waveguide 4 is in the form of a cylinder open at its two ends. One end is connected to the outlet of the reception horn 3 of FIG. 1. At the other end, intended to be near the reception circuits, there is a recess 41 for the passage of the electrical connection between a probe 51 and the microwave head (not shown) associated therewith.
  • the device also comprises a first set 5 of microwave circuits in microstrips on which the first probe 51 is located for the reception of one of the two waves resulting from the decomposition of the double polarization signal by the depolarizer.
  • this assembly is assembled according to the technology protected by French Patent No. 2,522,885 of the applicant.
  • SM 5 intended for the centimeter wave band
  • SE 5 intended for the decimeter wave band
  • the probe 51 intended for reception is produced by metallization of the face of the thin substrate SM 5 not facing the thick substrate SE 5.
  • This probe 51 has an almost triangular shape (axial section of a "carrot"), the top of which is substantially in the center of a circle, delimited on the assembly of substrates by slots F 52 , Fj3, F54 in the form arcs. These slots cross the two SM 5 and SE 5 substrates right through. A metallization, not shown, is located between the two substrates and serves as a ground plane.
  • the thin substrate SM 5 is intended to be located opposite the end of the waveguide 4 which carries the recess 41.
  • This guide 6 also has the same external diameter as the guide 4 connected to the horn.
  • a tube 7 has an internal diameter equal to the external diameter of the guide 6, so that the latter can be fitted inside.
  • the end of the tube 7 intended to be opposite the thick substrate of the assembly 5 has extensions in the form of tongues L 52 , L 53 ' L 54 complementary to the slots F 52 , F 53' F 54 which pass through the two substrates SM 5 and SE 5, so that these tongues can be engaged in the slots, and so that the tube 7 is made integral with the assembly 5.
  • the other end of the tube 7 is also terminated by tabs L 82 , L 83 , L 84 , similar to those of the other end, but offset by 90 ° relative to the latter.
  • a recess 71 is formed between two tongues L 82 and L 83 ' so as to be opposite the recess 62 of the guide 6 when that is in place, to allow the passage of an electrical connection between a second probe and a high-frequency head.
  • Two slots, of which only one 72 is visible, are formed in the wall of the tube 7, parallel to its longitudinal axis to allow the metal blade 61 to be placed in the slots 63 of the guide 6.
  • the slots 63 of the guide 6 and 72 of the tube 7 are placed so that the adaptation blade 61 of the probe 51 is parallel to the longitudinal axis of this probe when the tabs L 52 , L 53 , L54 of the tube 7 are in place in the slots F 52 , F 53 , F 54 of the assembly 5 carrying this probe 51.
  • the tongues of the tube 7 and the slots of the corresponding assembly 5 are arranged so that only one positioning of this assembly is possible.
  • a second assembly 8 comprising elements in microstrips is identical to the first and comprises a probe 81 and three slots F 82 , F 83 , F 84 intended to cooperate with the tongues L 82 , 83, L 84 of the other end of the tube 8 .
  • the guide transition serving as probe 81 is produced using a quasi-triangular metallization formed on the thin substrate SM 8 of the second set 8. This probe is connected to the amplifier stage of the high-frequency head by a connection in microstrips passing through the recesses 71 of the tube 7, and 62 of the guide 6.
  • a thick SE 8 substrate also makes up this set 8 of microstrips, according to the technology described in French Patent No. 2,522,885 already cited.
  • Slots F, 2 , F 83 , F 84 are made in the thickness of the two substrates, identical to the slots F 52 , F 53 , F 54 of the first set of circuits, and are intended to cooperate with the tongues L 82 , L 83 , L 84 of tube 7.
  • a cylindrical cup 9, closed off by a short-circuit bottom, has an internal diameter equal to the internal diameter of the guide 6 and an external diameter equal to the internal diameter of the tube 7. This cup is designed to fit into the tongues L 82 , L 83 , L84 when the tube 7 is in place on the set 8 of microstrip circuits.
  • Figures 3 and 4 show, in a section passing through the longitudinal axis of the probe 51, the device when the constituent elements are in place.
  • the waveguide 4 intended to be connected to the antenna is in contact with the thin substrate SM 5 of the first set 5 of microwave circuits in microstrips.
  • the recess 41 allows the passage of the probe 51 and its electrical connection with the microwave head with which it is associated.
  • the second guide 6 is placed between the two sets 5 and 8 of microstrip circuits. By its presence, it allows the substrates SM 5, SE 5, SM 8, SE 8 and consequently the probes 51 and 81 which it carries respectively to be on perfectly parallel planes, while being perpendicular to the longitudinal axis of the guides. This is made possible because the ends of the guides are in cross section.
  • the tube 7 thanks to the tabs engaged in the slots of the sets 5 and 8 of microstrip circuits allows the probes to be orthogonal to each other, because the tabs are similar from one end to the other but offset by 90 °, and because the sets 5 and 8 of microstrip circuits are identical, and in particular have their slots placed in the same places with respect to the probes.
  • the metal blade 61 is welded, after having been put in place, both in the slots 63 and 72 of the guide 6 and of the tube 7. It is placed parallel to the longitudinal axis of the probe 51 and thus reflects all the waves which are parallel to it. Therefore, the probe 51 is adapted.
  • the distance between the two probes is equal to a guided wavelength.
  • the middle of the metal plate 61 must be located at a distance from the probe 51 equal to a quarter of the guided wavelength.
  • this metal strip returns to the probe 51 the component of the field which is parallel to it, which allows the adaptation of the probe 51 and the establishment of a good decoupling between the two accesses.
  • the termination cup 9 is held on the assembly in a manner similar to the waveguide 4: the tabs L 821 L 83 , L 84 passing through the slots of the second set 8 of circuits allow this holding.
  • the bottom of this cup is kept parallel to the set 8 of circuits, at a distance from the probe 81 slightly less than a quarter of the guided wavelength. This short-circuit bottom allows the adaptation of the second probe 81.
  • This metal blade 91 is held in the guide 9a by virtue of slots diametrically opposite and parallel to the longitudinal axis of this guide, as was the case for the metal blade 61 of the guide 6 and of the tube 8.
  • Decoupling can also be improved by placing a resistive blade between the metal blade 61 and the second probe 81 parallel to the blade 61. This blade will absorb the residue of the component of the field parallel to the first probe 51 which will not have been reflected by the metal blade 61 and which will not have been picked up by the first probe 51.
  • This blade is essential when the decoupling between the two ports must be greater than the values required by the criteria for reception of satellite television programs.
  • FIG. 5 represents a partial view, on the thin substrate side SM 5, of the first set 5 of circuits in microstrips.
  • the second set 8 of microstrip circuits also has the structure shown in this FIG. 5.
  • An annular metallization 10 has an external diameter equal to the internal diameter of the slots and an internal diameter equal to that of the waveguide 4. This metallization is carried out on the thin substrate SM 5 and is connected by a mass transfer rivet R to the ground plane which, as we recall, is located between the two substrates SM 5 and SE 5.
  • the probe S is connected via a link 11 in microstrips to the rest of the circuits making up the microwave head 12.
  • This metallization allows, when the device is fully assembled, that the waveguide 4 is connected to ground.
  • the similar metallization on the thin substrate SM 8 of the second set of microstrip circuits allows the contact of the waveguide 6 located between the two sets of microstrip circuits with the ground plane between the thin substrates SM 8 and thick SE 8 of the second set of circuits.
  • electrical contact with the ground is ensured by producing a weld bead between the guide 4 and the metallization 10 of the first set of circuits or between the guide 6 and the corresponding metallization of the second set of circuits.
  • weld points are provided between the waveguide 4 and the tongues L52, L 53 ′ L 54 and between the cup 9 or the guide 9a and the tongues L 82 , L 83 , L 84 of tube 7 .

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Burglar Alarm Systems (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)

Abstract

(57) Il comporte un premier guide d'ondes (4) destiné à être relié à une antenne de réception et à un substrat (SM 5) portant une première sonde (51) perpendiculairement à l'axe longitudinal du guide (4). Un second guide d'ondes (6) est placé dans le prolongement du premier, et est relié à un second substrat (SM 8) portant une seconde sonde (81) perpendiculairement à l'axe longitudinal de ce guide.
Des moyens constitués, dans un mode de réalisation préféré, de fentes (F52, F53, F54 F82, F83, F84) et de languettes (L52, L53, L54; L82, L83, L84)coopérant entre elles, sont prévus pour que les sondes soient placées orthogonalement entre elles et pour assurer une rigidité suffisante dès le montage de l'ensemble, et d'autres moyens (61, 9) sont prévus pour assurer le découplage et l'adaptation des sondes sans réglages ultérieurs.

Description

  • L'invention est relative à un dispositif de réception de signaux hyperfréquences à double polarisation, constitué d'éléments simples qui permettent un montage rapide et aisé sans réglages ultérieurs, et qui confèrent une rigidité d'ensemble suffisante.
  • Ce dispositif est plus particulièrement destiné à la réception des signaux hyperfréquences à double polarisation émis pour la télévision, par exemple à partir de satellites géostationnaires. Il est destiné à être utilisé dans les stations de réception, en association avec les éléments actifs équipant les têtes hyperfréquences desdites stations.
  • Plus généralement, le dispositif peut être utilisé pour la réception de tous les signaux hyperfréquences à double polarisation, en adaptant certains de ses éléments à la gamme de fréquence à laquelle il est destiné.
  • Un signal ou bien encore une onde est dit à double polarisation lorsqu'il ne propage pas sur un plan, comme c'est le cas pour un signal à polarisation rectiligne (encore appelé onde plane), mais autour d'un axe déterminant la direction de propagation du signal. C'est le cas des ondes à polarisation circulaire, ou bien encore des ondes à polarisation elliptique.
  • Une onde à double polarisation peut être considérée comme la superposition de deux ondes à polarisation rectiligne.
  • La polarisation est circulaire lorsque l'amplitude du vecteur champ (électrique ou magnétique) résultant de la superposition des deux ondes est constante autour de l'axe de propagation : plus précisément, l'extrémité du vecteur champ décrit un cercle autour de l'axe, en projection sur un plan perpendiculaire à cet axe.
  • Une onde à polarisation circulaire est la résultante de deux ondes planes, orthogonales entre elles, et dont les amplitudes maximum ainsi que les fréquences sont égales, mais entre lesquelles existe un déphasage de 90 °.
  • La polarisation est dite elliptique lorsque l'amplitude du vecteur champ varie autour de l'axe de propagation. Son extrémité décrit une ellipse, en projection sur un plan perpendiculaire à l'axe.
  • Une onde à polarisation elliptique est la résultante de deux ondes planes, orthogonales, dont les amplitudes maximum sont différentes.
  • La polarisation circulaire est principalement utilisée dans les installations de poursuite de satellites ou dans les installations de communication spatiale. Les conséquences de l'effet Faraday qui existe dans l'ionosphère sont alors amoindries, et la réception est meilleure. La polarisation circulaire est également utilisée dans les radars terrestres, afin de limiter les échos parasites dûs aux nuages.
  • Afin d'exploiter à la réception une onde émise en double polarisation, il est connu de décomposer cette onde en deux ondes planes, puis d'analyser chacune des composantes obtenues.
  • Il s'ensuit qu'un dispositif pour la réception d'ondes ou de signaux hyperfréquences à double polarisation doit comporter des moyens pour assurer la réception et le traitement de deux signaux hyperfréquences à polarisation rectiligne.
  • Dans les dispositifs connus de réception de signaux hyperfréquences à polarisation rectiligne, le signal est capté à l'aide d'une sonde qui alimente l'entrée d'une tête hyperfréquence.
  • Les têtes hyperfréquences comprennent un étage préamplificateur relié à la sonde, afin d'amplifier le signal reçu dans la bande des ondes centimétriques. Un convertisseur hétérodyne, constitué d'un oscillateur local et d'un mélangeur, permet de transposer la fréquence du signal reçu par la sonde vers une fréquence inférieure, par exemple dans la bande des ondes décimétriques ; ensuite, un amplificateur agit sur le signal transposé avant son exploitation.
  • Ces divers constituants comprennent des éléments en microbandes répartis sur des substrats diélectriques d'épaisseur plus ou moins importante selon qu'ils sont associés au circuit des ondes décimétriques ou au circuit des ondes centimétriques. Des tronçons conducteurs sont réalisés par métallisation sur ces substrats et leur largeur varie selon la bande de fréquence à laquelle ils sont destinés.
  • La sonde pour capter le signal est, dans ces différents circuits, réalisée à l'aide d'une métallisation placée sur l'un des substrats, et se trouve à l'intérieur d'un guide d'ondes relié à l'antenne de réception.
  • La réalisation d'un dispositif de réception de signaux hyperfréquences à double polarisation présente des inconvénients car ce dispositif doit posséder deux sondes et deux ensembles de substrats.
  • Il faut tout d'abord que les sondes soient agencées pour recevoir des signaux orthogonaux entre eux. Il faut ensuite que les circuits alimentant les têtes hyperfréquences n'interfèrent pas ; il faut que le montage soit rapide, ne nécessite pas de réglages ultérieurs et ait une rigidité suffisante.
  • Le dispositif de l'invention vérifie ces différentes conditions.
  • Selon l'invention, un dispositif pour la réception d'un signal hyperfréquences a double polarisation comporte une antenne pour diriger le signal vers un guide d'ondes à l'entrée duquel se trouve un dépolariseur qui permet de décomposer le signal en deux composantes orthogonales, à polarisation rectiligne, et est caractérisé en ce qu'une sonde réalisée par métallisation d'un premier substrat diélectrique est placée à l'intérieur du guide d'ondes, à proximité de sa sortie, perpendiculairement à l'axe longitudinal de ce guide, et est maintenue à distance d'une seconde sonde réalisée par métallisation d'un second substrat diélectrique, qui est placée perpendiculairement à l'axe longitudinal du guide, à proximité d'une extrémité d'un second guide d'ondes de même section interne que le premier, et qui est situé dans le prolongement du premier, et en ce que des moyens permettent d'assurer l'orthogonalité des deux sondes par rapport à l'axe et l'une par rapport à l'autre dès le montage de l'ensemble, et en ce que des moyens sont prévus pour assurer le découplage et l'adaptation des sondes sans réglages ultérieurs.
  • Dans un mode préféré de réalisation du dispositif de l'invention, les deux sondes sont maintenues à distance l'une de l'autre grâce au second guide d'ondes, aux extrémités duquel sont placés les substrats portant chaque sonde, et l'orthogonalité entre les deux sondes est assurée grâce à un tube dans lequel s'emmanche le guide d'ondes, et aux extrémités duquel on trouve des languettes identiques d'une extrémité du tube à l'autre, mais décalées de 90 °, prévues pour coopérer avec des fentes ménagées dans les substrats, et positionnées sur un substrat et sur l'autre à des mêmes emplacements relatifs par rapport aux sondes.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront avec la description de quelques modes de réalisation du dispositif, faite en regard des figures annexées sur lesquelles :
    • - La figure 1 montre une antenne qui peut être utilisée en association avec le dispositif de l'invention.
    • - La figure 2 est une vue éclatée du dispositif de l'invention, permettant de montrer ses éléments constitutifs.
    • - La figure 3 est une vue en coupe du dispositif de l'invention lorsqu'il est assemblé.
    • - La figure 4 est une vue en coupe d'une variante du dispositif de l'invention lorsqu'il est assemblé.
    • - La figure 5 représente le détail de l'une des parties du dispositif de l'invention.
  • Le dispositif pour la réception d'ondes à double polarisation comporte, comme le montre la figure 1, une antenne de réception du type CASSEGRAIN constituée d'un réflecteur paraboloidal 1, au foyer duquel se trouve un réflecteur hyperboloidal 2 qui renvoie les ondes électromagnétiques vers un cornet de réception 3 associé à un guide d'ondes 4 dont le rôle est de diriger les ondes vers les éléments actifs des circuits hautes-fréquences qui se trouvent à l'extrémité du guide d'ondes opposée à l'antenne.
  • La décomposition de l'onde à polarisation circulaire en deux ondes planes s'effectue, de façon connue, à l'aide d'un dépolariseur situé à la sortie du cornet de réception 3, dans le guide d'ondes 4. Ce dépolariseur, non représenté sur les figures, est en diélectrique ou en lame métallique.
  • Les deux ondes ainsi obtenues sont orthogonales entre elles et continuent leur propagation à l'intérieur du guide d'ondes 4. Le dispositif dont la figure 2 montre, en vue éclatée, les éléments constitutifs permet la réception de ces deux ondes orthogonales.
  • Le guide d'ondes 4 se présente sous la forme d'un cylindre ouvert à ses deux extrémités. L'une des extrémités est reliée à la sortie du cornet de réception 3 de la figure 1. A l'autre extrémité, destinée à être à proximité des circuits de réception, on trouve un évidement 41 pour le passage de la liaison électrique entre une sonde 51 et la tête hyperfréquence (non représentée) qui lui est associée.
  • Le dispositif comporte également un premier ensemble 5 de circuits hyperfréquences en microbandes sur lequel se trouve la première sonde 51 pour la réception de l'une des deux ondes issues de la décomposition du signal à double polarisation par le dépolariseur.
  • Dans un mode de réalisation préféré de l'invention, cet ensemble est assemblé selon la technologie protégée par le Brevet Français n° 2 522 885 de la demanderesse.
  • Il est constitué de deux substrats superposés : un substrat mince SM 5 destiné à la bande des ondes centimétriques et un substrat épais SE 5 destiné à la bande des ondes décimétriques.
  • La sonde 51 destinée à la réception est réalisée par une métallisation de la face du substrat mince SM 5 non en regard du substrat épais SE 5.
  • Cette sonde 51 possède une forme quasi triangulaire (section axiale d'une "carotte"), dont le sommet se trouve sensiblement au centre d'un cercle, délimité sur l'assemblage de substrats par des fentes F52, Fj3 , F54 en forme d'arcs. Ces fentes traversent les deux substrats SM 5 et SE 5 de part en part. Une métallisation, non représentée, se trouve entre les deux substrats et sert de plan de masse.
  • Le substrat mince SM 5 est destiné à se trouver en regard de l'extrémité du guide d'ondes 4 qui porte l'évidement 41.
  • Un guide 6, cylindrique, dont le diamètre intérieur est le même que le diamètre intérieur du guide 4 est destiné à être placé, par l'une de ses extrémités, en regard du substrat épais SE 5. A proximité de cette extrémité, dans la paroi du guide, sont ménagées deux fentes minces, diamétralement opposées, et parallèles à l'axe longitudinal du guide. Une seule de ces fentes 63 est visible sur la figure. Ces fentes sont destinées à recevoir une lame métallique 61 pour l'adaptation de la sonde 51 et le découplage entre les deux accès comme il sera expliqué ultérieurement.
  • A l'autre extrémité de ce guide, se trouve un évidement 62 qui permet le passage de la seconde sonde (pour la réception du second signal).
  • Ce guide 6 possède également le même diamètre externe que le guide 4 relié au cornet.
  • Un tube 7 possède un diamètre interne égal au diamètre externe du guide 6, afin que ce dernier puisse être emmanché à l'intérieur.
  • L'extrémité du tube 7 destinée à se trouver en regard du substrat épais de l'ensemble 5 possède des prolongements en forme de languettes L52 , L53 ' L54 complémentaires des fentes F52, F53' F54 qui traversent les deux substrats SM 5 et SE 5, afin que ces languettes puissent être engagées dans les fentes, et que le tube 7 soit rendu solidaire de l'ensemble 5.
  • L'autre extrémité du tube 7 est également terminée par des languettes L82 , L83 , L84, semblables à celles de l'autre extrémité, mais décalées de 90 ° par rapport à ces dernières.
  • La longueur du tube 7, sans les languettes de chaque extrémité est égale à la longueur du guide 6. Un évidement 71 est ménagé entre deux languettes L82 et L83' afin d'être en regard de l'évidement 62 du guide 6 lorsque celui est en place, pour laisser le passage d'une liaison électrique entre une seconde sonde et une tête haute-fréquence.
  • Deux fentes, dont une seule 72 est visible, sont ménagées dans la paroi du tube 7, parallèlement à son axe longitudinal pour permettre la mise en place de la lame métallique 61 dans les fentes 63 du guide 6.
  • Les fentes 63 du guide 6 et 72 du tube 7 sont placées de façon à ce que la lame 61 d'adaptation de la sonde 51 soit parallèle à l'axe longitudinal de cette sonde lorsque les languettes L52 , L53, L54 du tube 7 sont en place dans les fentes F52 , F53 , F54 de l'ensemble 5 portant cette sonde 51.
  • Les languettes du tube 7 et les fentes de l'ensemble 5 correspondantes sont agencées de façon qu'un seul positionnement de cet ensemble soit possible.
  • Un second ensemble 8 comportant des éléments en microbandes est identique au premier et comporte une sonde 81 et trois fentes F82, F83, F84 destinées à coopérer avec les languettes L82 , 83 , L84 de l'autre extrémité du tube 8.
  • La transition guide servant de sonde 81 est réalisée à l'aide d'une métallisation quasi triangulaire ménagée sur le substrat mince SM 8 du second ensemble 8. Cette sonde est reliée à l'étage amplificateur de la tête haute-fréquence par une liaison en microbandes passant par les évidements 71 du tube 7, et 62 du guide 6.
  • Un substrat épais SE 8 compose également cet ensemble 8 en microbandes, selon la technologie décrite dans le Brevet Français n° 2 522 885 déjà cité.
  • Des fentes F,2 , F83 , F84 sont réalisées dans l'épaisseur des deux substrats, identiquement aux fentes F52 , F53, F54 du premier ensemble de circuits, et sont destinées à coopérer avec les languettes L82, L83 , L84 du tube 7.
  • Une coupelle cylindrique 9, obturée par un fond de court-circuit, possède un diamètre interne égal au diamètre interne du guide 6 et un diamètre externe égal au diamètre interne du tube 7. Cette coupelle est prévue pour s'emmancher dans les languettes L82 , L83 , L84 lorsque le tube 7 est en place sur l'ensemble 8 de circuits en microbandes.
  • Les figures 3 et 4 montrent, selon une coupe passant par l'axe longitudinal de la sonde 51, le dispositif lorsque les éléments constitutifs sont en place.
  • Le guide d'ondes 4 destiné à être relié à l'antenne est au contact du substrat mince SM 5 du premier ensemble 5 de circuits hyperfréquence en microbandes. L'évidement 41 permet le passage de la sonde 51 et sa liaison électrique avec la tête hyperfréquence à laquelle elle est associée. Le second guide 6 est placé entre les deux ensembles 5 et 8 de circuits en microbandes. Par sa présence, il permet que les substrats SM 5 , SE 5 , SM 8 , SE 8 et par conséquent les sondes 51 et 81 qu'il porte respectivement soient sur des plans parfaitement parallèles, tout en étant perpendiculaires à l'axe longitudinal des guides. Ceci est rendu possible car les extrémités des guides sont en section droite. Le tube 7 grâce aux languettes engagées dans les fentes des ensembles 5 et 8 de circuits en microbandes permet que les sondes soit orthogonales entre elles, car les languettes sont semblables d'une extrémité à l'autre mais décalées de 90 °, et car les ensembles 5 et 8 de circuits en microbandes sont identiques, et ont notamment leurs fentes placées aux mêmes endroits par rapport aux sondes.
  • Le maintien ferme du guide d'ondes 4 par rapport au premier ensemble 5 de circuit en microbande est assuré grâce aux languettes L52 , L53 , L54 comme le montrent les figures 3 et 4.
  • La lame métallique 61 est soudée, après avoir été mise en place, à la fois dans les fentes 63 et 72 du guide 6 et du tube 7. Elle est placée parallèlement à l'axe longitudinal de la sonde 51 et ainsi réfléchit toutes les ondes qui lui sont parallèles. De ce fait, la sonde 51 est adaptée.
  • La distance séparant les deux sondes est égale à une longueur d'ondes guidée. Pour que l'adaptation de la sonde soit effective, il faut que le milieu de la lame métallique 61 soit situé à une distance de la sonde 51 égale au quart de la longueur d'onde guidée. Ainsi, cette lame métallique renvoie vers la sonde 51 la composante du champ qui lui est parallèle, ce qui permet l'adaptation de la sonde 51 et l'établissement d'un bon découplage entre les deux accès.
  • La coupelle de terminaison 9 est maintenue sur l'ensemble d'une façon semblable au guide d'ondes 4 : les languettes L 821 L83 , L84 passant dans les fentes du second ensemble 8 de circuits permettent ce maintien. Le fond de cette coupelle est maintenu parallèle à l'ensemble 8 de circuits, à une distance de la sonde 81 légèrement inférieure au quart de la longueur d'onde guidée. Ce fond de court-circuit permet l'adaptation de la seconde sonde 81.
  • Il est possible d'améliorer le découplage en remplaçant la coupelle 9 par une lame métallique 91 parallèle à l'axe longitudinal de la sonde 81, comme le montre la figure 4. Cette lame est maintenue dans un guide circulaire 9 bis de mêmes diamètres interne et externe que les guides 4 et 6.
  • Cette lame métallique 91 est maintenue dans le guide 9 bis grâce à des fentes diamétralement opposées et parallèles à l'axe longitudinal de ce guide, comme il était le cas pour la lame métallique 61 du guide 6 et du tube 8.
  • Le découplage peut aussi être amélioré en plaçant une lame résistive entre la lame métallique 61 et la seconde sonde 81 parallèlement à la lame 61. Cette lame absorbera le résidu de la composante du champ parallèle à la première sonde 51 qui n'aura pas été réfléchi par la lame métallique 61 et qui n'aura pas été capté par la première sonde 51.
  • L'utilisation de cette lame est indispensable lorsque les découplages entre les deux accès doivent être supérieurs aux valeurs exigées par les critères de réception des programmes de télévision par satellite.
  • La figure 5 représente une vue partielle, côté substrat mince SM 5, du premier ensemble 5 de circuits en microbandes. Le second ensemble 8 de circuits en microbandes possède également la structure représentée sur cette figure 5.
  • Les fentes F52 , F53, F 54 destinées à coopérer avec les languettes du tube 7 apparaissent sur cette figure. Une métallisation 10 annulaire possède un diamètre externe égal au diamètre interne des fentes et un diamètre interne égal à celui du guide d'ondes 4. Cette métallisation est pratiquée sur le substrat mince SM 5 et est reliée par un rivet R de transfert de masse au plan de masse qui, on le rappelle, est situé entre les deux substrats SM 5 et SE 5.
  • La sonde S est reliée par l'intermédiaire d'une liaison 11 en microbandes au reste des circuits composant la tête hyperfréquences 12.
  • Cette métallisation permet, lorsque le dispositif est entièrement monté, que le guide d'ondes 4 soit relié à la masse.
  • La métallisation similaire sur le substrat mince SM 8 du second ensemble de circuits en microbandes, permet le contact du guide d'ondes 6 situé entre les deux ensembles de circuits en microbandes avec le plan de masse compris entre les substrats minces SM 8 et épais SE 8 du second ensemble de circuits.
  • De préférence, le contact électrique avec la masse est assuré en réalisant un cordon de soudure entre le guide 4 et la métallisation 10 du premier ensemble de circuits ou entre le guide 6 et la métallisation correspondante du second ensemble de circuits.
  • De préférence, pour assurer une bonne rigidité mécanique à l'ensemble, des points de soudure sont assurés entre le guide d'ondes 4 et les languettes L52 , L53 ' L54 et entre la coupelle 9 ou le guide 9 bis et les languettes L82, L83, L84 du tube 7.

Claims (12)

1. Dispositif pour la réception d'un signai hyperfréquences à double polarisation comportant, en association avec une antenne (1 , 2 , 3), un guide d'ondes (4) à l'entrée duquel se trouve un dépolariseur, caractérisé en ce qu'une première sonde (51) réalisée par métallisation d'un premier substrat mince (SM 5) diélectrique est placée à l'intérieur du guide d'ondes (4), à proximité de sa sortie, perpendiculairement à son axe longitudinal, à distance d'une seconde sonde (81) réalisée par métallisation d'un second substrat mince (SM 8) diélectrique, et qui est également placée perpendiculairement à l'axe longitudinal du guide (4), à proximité d'une extrémité d'un second guide (6), de même section interne que le premier guide (4), et situé dans le prolongement de ce premier guide, et en ce que des moyens permettent d'assurer l'orthogonalité des deux sondes entre elles dès le montage de l'ensemble et en ce que des moyens sont prévus pour assurer le découplage et l'adaptation des sondes sans réglages ultérieurs.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte un tube (7) de diamètre interne égal au diamètre externe du second guide (6) d'ondes, afin que ce guide puisse être emmanché à l'intérieur de ce tube, et en ce que les extrémités de ce tube comportent des languettes (L52 , L53 , L54 et L82, L83, L84) iden- tiques et décalées de 90 ° d'une extrémité à l'autre, et en ce que les substrats sur lesquels sont placées les sondes comportent des fentes (F52 , F53 , F54 et F82 , F83 , F84) complémentaires des languettes, ayant les mêmes emplacements relatifs par rapport aux sondes (51 , 81), ce qui permet, lorsque les languettes sont engagées dans lesdites fentes, d'assurer l'orthogonalité entre les deux sondes.
3. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les guides (4 , 6) possèdent une section circulaire.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'une lame (61) métallique est placée dans des fentes (63) du guide (6) et (72) du tube (8), diamétralement opposées et réalisées parallèlement à l'axe longitudinal desdits guide et tube, en ce que cette lame est rendue solidaire du guide (6) et du tube (7) par soudage, et est placée parallèlement à la première sonde (51).
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que le milieu de la lame (61) est à une distance de la première sonde (51) équivalent au quart de la longueur d'ondes guidée afin d'adapter la première sonde (51) en renvoyant vers celle-ci la composante du champ qui lui est parallèle.
6. Dispositif selon les revendications 4 et 5, caractérisé en ce qu'une lame résistive est placée entre la seconde sonde (81) et la lame (61), parallèlement à cette dernière, de façon à atténuer le résidu de la composante du champ qui lui est parallèle et qui n'est pas réfléchie par la lame (61), pour améliorer le découplage entre les deux accès.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le guide d'ondes (4) en contact avec l'antenne (1 , 2 , 3) est au contact d'une métallisation (10) du substrat mince (SM 5) du premier ensemble de circuit en microbandes, possède un évidement (41) pour le passage de la sonde (51) de ce premier ensemble, et est maintenu fermement sur cet ensemble de circuits grâce aux languettes (L52 , L53 , L54) du tube (7) traversant cet ensemble (5), et à l'intérieur desquelles il est emmanché.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une métallisation annulaire est pratiquée sur le substrat mince (SM8) du second ensemble de circuit (8) en microbandes, et en ce qu'une des extrémités du second guide d'ondes (6) est en contact avec cette métallisation annulaire qui est d'autre part reliée au plan de masse de ce substrat (SM 8) par un rivet (R) de transfert de masse.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'une coupelle (9) possédant un fond de court-circuit est emmanchée dans les languettes (L82 , L83 , L 84) traversant le second ensemble (8) de circuits, pour assurer l'adaptation de la seconde sonde (81).
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce qu'une lame métallique (91) est engagée dans des fentes d'un guide (9 bis) diamétralement opposées et parallèles à l'axe longitudinal de ce guide, et en ce que ce guide est emmanché dans les languettes (L82 , L83 , L84) du tube (7) traversant les fen- tes (F82 , F83 , F84) du second ensemble de circuits, afin d'adapter la seconde sonde (81) et d'améliorer le découplage entre les deux accès.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les ensembles (5, 8) de circuits portant les deux sondes (51, 81) sont composés chacun d'un substrat mince (SM 5 , SM 8) et d'un substrat épais (SE 5 , SE 8), superposés, et entre lesquels se trouve un plan de masse.
12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'antenne à laquelle il est associé comporte un réflecteur paraboloîdal (1), au foyer duquel se trouve un réflecteur hyperboloïdal (2) qui renvoie les ondes vers un cornet (3) de réception.
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