EP0320404A1 - Helix-type antenna and its manufacturing process - Google Patents

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EP0320404A1
EP0320404A1 EP19880403145 EP88403145A EP0320404A1 EP 0320404 A1 EP0320404 A1 EP 0320404A1 EP 19880403145 EP19880403145 EP 19880403145 EP 88403145 A EP88403145 A EP 88403145A EP 0320404 A1 EP0320404 A1 EP 0320404A1
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radiating
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antenna
sleeve
zone
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EP19880403145
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Albert Auriol
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Centre National d'Etudes Spatiales
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Centre National d'Etudes Spatiales
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    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08Helical antennas
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Abstract

The antenna comprises at least one radiating wire (11, 12, 13, 14) wound into a helix following a body of revolution (1). The antenna comprises a supply circuit (2) for the radiating wire(s) which consists of a transmission line of the strip line type (20), which ensures both the function of distribution of supply and of matching of the radiating wires of the antenna. <??>Application to the construction of circularly polarised radiating antennas for satellite telecommunications, radiolocation. <IMAGE>

Description

  • L'invention concerne une antenne de type hélice et son procédé de fabrication. The invention relates to a helix antenna and its manufacturing method.
  • Les antennes de type hélice présentent l'avantage de rayonner une onde électromagnétique en polarisation circulaire de bonne qualité sur une large couverture et avec un lobe d'émission éventuellement formé. The helical type antennas have the advantage of radiating an electromagnetic wave with circular polarization of good quality on a wide coverage and with a transmission lobe possibly formed.
  • Ces caractéristiques rendent celles-ci intéressantes dans de nombreux domaines d'utilisation, et en particulier, dans le cas de liaisons sol/satellite à défilement ou mobiles/relais géostationnaires. These characteristics make them useful in many fields of use, particularly in the case of bond soil / orbiting satellite or mobile / geostationary relay.
  • Cependant, ce type d'antenne comporte généralement quatre brins rayonnants qu'il est nécessaire d'alimenter suivant des lois d'amplitude et de phase adéquates. However, this type of antenna generally comprises four radiating strands it is necessary to supply following laws of amplitude and appropriate phase. Ainsi qu'on l'a représenté en figure 1a, les quatre brins rayonnants sont enroulés sur un manchon circulaire avec un pas p, selon une ligne directrice du manchon, correspondant à un décalage angulaire de As was shown in Figure 1a, the four radiating strands are wound onto a circular sleeve with a pitch p, as a guideline of the sleeve, corresponding to an angular offset
    Figure imgb0001
    . . rd et chaque brin est alimenté à partir d'un signal présentant un déphasage angulaire successif relatif égal à rd and each strand is fed from a signal having a phase shift relative angular successive equal to
    Figure imgb0002
    . . Pour un brin rayonnant 1 alimenté avec un signal de phase relative nulle, notée 0° sur la figure 1a, les brins rayonnants notés successivement 2, 3, 4 sont alimentés avec des signaux de même amplitude A mais de phase successive relative à -90°, - 180°, - 270°. For radiating wire 1 fed with a zero relative phase signal, denoted 0 ° in Figure 1a, the radiating strands rated successively 2, 3, 4 are fed with signals of the same amplitude A but successive relative phase at -90 ° - 180 ° - 270 °.
  • Afin de réaliser l'alimentation de telles antennes, on a jusqu'à ce jour proposé différentes solutions. To realize the power of such antennas, it has so far proposed various solutions.
  • Selon une première solution, telle que représentée en figure 1b, l'excitation se fait d'abord à travers un coupleur hybride qui sépare l'énergie en deux voies équi-amplitude et déphasées l'une par rapport à l'autre de 90°. According to a first solution, as shown in Figure 1b, the excitation is first made through a hybrid coupler that separates the energy into two equal amplitude channels and out of phase with respect to one another by 90 ° . Un double symétriseur, logé dans l'axe de l'antenne, permet de passer, pour chacune des deux voies, de la ligne coaxiale aux brins diamétralement opposés. A double balun, placed in the axis of the antenna, to switch, for each of the two channels of the coaxial line to the diametrically opposite strands. Ces derniers se trouvent donc alimentés par des amplitudes égales et en opposition de phase. They are therefore fed by equal amplitude and opposite phase. L'utilisation d'un symétriseur compensé permet d'ajuster la plage de fréquence de fonctionnement de l'antenne. The use of a balun offset adjusts the antenna operating frequency range.
  • Selon une deuxième solution, telle que représentée en figure 1c, comme dans le cas de la figure 1b, un coupleur hybride permet de séparer l'énergie en deux voies équi-amplitude et en quadrature de phase. According to a second solution, as shown in Figure 1c, as in the case of Figure 1b, a hybrid coupler is used to separate the power into two equal amplitude channels and in phase quadrature.
  • L'énergie est ensuite acheminée au point d'alimentation par deux des brins rayonnants qui sont, en fait, constitués de câbles coaxiaux puis elle se répartit à amplitudes égales et en opposition de phase entre les brins diamétralement opposés, les uns connectés aux âmes des coaxiaux, les autres constitués par la partie externe du blindage des coaxiaux eux-mêmes. Energy is then fed to the feeding point by two radiating strands which are, in fact, consist of coaxial cables then it is distributed in equal amplitude and in phase opposition between diametrically opposed sides, each connected to webs of coaxial, the other formed by the outer part of the shield of the coaxial themselves.
  • Cette solution présente par rapport à la précédente, selon la figure 1b, l'avantage de supprimer le symétriseur central, par contre sa caractéristique en fréquence est plus étroite du fait de l'absence de tout réglage. This solution compared with the previous one, according to Figure 1b, the advantage of removing the central balun against by its frequency characteristic is narrower due to the absence of any adjustment.
  • Selon une troisième solution, ainsi que représentée en figure 1d, la ligne coaxiale d'alimentation est fendue à son extrémité pour constituer un symétriseur. According to a third solution, as shown in Figure 1d, the coaxial feed line is slotted at its end to form a balun. Le répartition de l'énergie en quadrature entre les deux bi-hélices est réalisée en ajustant la longueur, donc la réactance, des brins rayonnants. The distribution of energy in quadrature between the two bi-helix is ​​accomplished by adjusting the length, so the reactance of the radiating strands.
  • Cette solution permet, de manière avantageuse, de supprimer le coupleur hybride mais elle nécessite un réglage délicat de la longueur des brins. This solution, advantageously, to remove the hybrid coupler but it requires a delicate adjustment of the length of the strands. De plus, ceux-ci étant de longueurs différentes, la géométrie de l'antenne ne présente plus de symétrie de révolution et la réalisation de l'antenne est plus complexe. Furthermore, these being of different lengths, the geometry of the antenna no longer has rotational symmetry and the production of the antenna is more complex.
  • Selon une quatrième solution, telle que représentée en figure 1e, solution la plus simple d'un point de vue théorique, les quatres brins rayonnants sont alimentés à partir d'un répartiteur. According to a fourth solution, as shown in Figure 1e, the easiest solution from a theoretical point of view, the four radiating strands are fed from a distributor.
  • Ces circuits répartiteurs sont constitués par des éléments discrets qu'il est nécessaire de relier à l'antenne par quatre connexions et il est parfois difficile d'adapter cette solution à la géométrie de l'antenne. These circuits distributors are constituted by discrete elements it is necessary to connect to the antenna by four connections and it is sometimes difficult to adapt this solution to the geometry of the antenna.
  • Dans tous les cas précités, l'autre extrémité des brins, par rapport à l'extrémité constituant point d'alimentation, est soit en circuit ouvert avec alors une longueur de brins égale à un nombre entier impair de quarts de longueur d'onde, soit un court-circuit avec alors une longueur de brins égale à un nombre entier de demi-longueurs d'onde. In all the above cases, the other end of the strands relative to the end component feed point, is either open circuit then with a length of strands equal to an odd integer wavelength shifts, either a shorted so long strands equal to an integer number of half wave-lengths. En pratique, un véritable circuit ouvert est impossible à réaliser, contrairement à un bon court-circuit. In practice, an open-circuit is impossible, unlike a good short. C'est pourquoi les quatre brins sont généralement court-circuités ensemble à l'extrémité opposé au point d'alimentation, ce court-circuit étant réalisé en forme de croix ainsi que représenté en figure 1f. This is why the four strands are typically shorted together at the opposite end to the feed point, short-circuit being formed in a cross shape as shown in Figure 1f.
  • La présente invention a pour objet de remédier aux inconvénients précités par la mise en oeuvre d'une structure d'antenne en hélice particulièrement simple. The present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks by the implementation of an antenna structure in a particularly simple propeller.
  • Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une antenne de type hélice de poids et d'encombrement particulièrement réduits. Another object of the present invention is the implementation of a propeller type antenna weight and bulkiness particularly reduced.
  • Un autre objet de la présente invention est la mise en oeuvre d'une antenne de type hélice d'une très grande reproductibilité de caractéristiques de diagramme de rayonnement. Another object of the present invention is the implementation of a helical type antenna of a very high reproducibility of radiation pattern characteristics.
  • Un autre objet de la présente invention est enfin la mise en oeuvre d'un procédé de fabrication d'une antenne de type hélice, particulièrement simple et très facilement adaptable à l'échelle industrielle avec des qualités de reproductibilité et d'automatisation très élevées. Another object of the present invention is finally the implementation of a method of manufacturing a helical type antenna which is particularly simple and easily adaptable to an industrial scale with reproducibility qualities and very high automation.
  • L'antenne de type hélice, objet de l'invention, comporte au moins un brin rayonnant enroulé en hélice selon une forme de révolution. The helical type antenna of the invention comprises at least one radiating wire helically wound in a rotational shape. Elle est remarquable en ce qu'elle comporte un circuit d'alimentation, du ou desdits brins rayonnants, constitué par une ligne de transmission du type ligne à ruban assurant à la fois la fonction de répartition d'alimentation et d'adaptation des brins rayonnants de l'antenne. It is remarkable in that it comprises a supply circuit, or the said radiating strands, comprising a transmission line of said stripline type providing both the supply distribution function and adaptation of the radiating strands of the antenna.
  • Le procédé de fabrication d'une antenne de type hélice conformément à l'objet de l'invention est remarquable en ce qu'il consiste à découper une feuille de circuit imprimé souple double face aux dimensions correspondantes d'un manchon de révolution, sur ledit circuit imprimé, à délimiter une première zone destinée à contenir ladite ligne à ruban et une deuxième zone destinée à contenir lesdits brins rayonnants, sur une première face du circuit imprimé, à supprimer la métallisation au niveau de ladite deuxième zone, ladite métallisation étant maintenue sur la totalité de la première zone pour constituer ledit plan de propagation de référence, sur la deuxième face dudit circuit imprimé, à former par enlèvement de matière, au niveau de la deuxième zone, d'une part, de ladite métallisation selon des zones déterminées lesdits brins rayonnants et ladite zone conductrice annulaire, et au niveau de la première zone d'autre part, une zone conductrice form The method for manufacturing a helical type antenna according to the object of the invention is noteworthy in that it consists of cutting a printed circuit sheet flexible double-sided to the corresponding dimensions of a sleeve of revolution about said printed circuit board, to define a first area intended to contain said strip line and a second zone designed to contain said radiating strands, on a first side of the PCB, to remove the metallization at said second zone, said metallization being kept on the entire first zone to form said reference propagation plane on the second face of said printed circuit to be formed by removing material at the second zone, on the one hand, of said metallization according to said selected areas radiating strands and said annular conductive region, and at the first area on the other hand, a conductive region form ant avec ledit plan de propagation de référence ladite ligne à ruban, à enrouler la feuille de circuit imprimé, côté plan de propagation de référence ou côté brins sur le manchon, les brins rayonnants étant convenablement orientés. ing with said reference propagation plane said strip line, winding the printed circuit sheet, reference propagation plane side or on the sleeve side strands, the radiating cords being suitably oriented.
  • L'invention trouve application à la fabrication et à la réalisation d'antennes de type hélice utilisées dans les liaisons de télécommunication sol/satellite à défilement ou mobiles/relais géostationnaires, et à la radiolocalistion. The invention finds application to the manufacture and implementation of propeller type antennas used in communication links soil / orbiting satellite or mobile / geostationary relay, and radiolocalistion.
  • Elle sera mieux comprise à la lecture de la description et à l'observation des dessins ci-après dans lesquels outre les figures 1a à 1f relatives à l'art antérieur, It will be better understood on reading the description and studying the drawings below in which further 1a to 1f relate to the prior art,
    • - la figure 2a représente, en développé, une antenne de type hélice conforme à l'objet de la présente invention, - Figure 2a shows, in developed, a helical type antenna according to the object of the present invention,
    • - la figure 2b représente une vue de face d'une antenne conformément à l'objet de l'invention, - Figure 2b shows a front view an antenna according to the object of the invention,
    • - la figure 2c représente une coupe selon le plan de coupe AA de la figure 2a, - Figure 2c shows a section along the section plane AA of Figure 2a,
    • - la figure 2d représente un détail de réalisation de la figure 2a, - Figure 2d shows a detail of embodiment of Figure 2a,
    • - la figure 3 représente en a), b), c), d), les différentes étapes d'un procédé de fabrication d'une antenne conformément à l'objet de l'invention, - Figure 3 shows in a), b), c), d), the various steps of a method of fabricating an antenna in accordance with the purpose of the invention,
    • - la figure 4 représente un mode opératoire avantageux de mise en oeuvre du procédé de la figure 3, - Figure 4 shows an advantageous procedure of implementing the method of Figure 3,
    • - la figure 5a représente un circuit imprimé développé à plat permettant la mise en oeuvre d'une antenne de type hélice de forme conique, - Figure 5a shows a flat developed printed circuit allowing the implementation of a helical type antenna of conical shape,
    • - la figure 5b représente une antenne de type hélice de forme conique obtenue à l'aide du circuit imprimé de la figure 5a. - Figure 5b shows a helical type antenna of conical shape obtained with the printed circuit of Figure 5a.
  • L'antenne objet de l'invention est une antenne de type hélice comportant au moins un brin rayonnant enroulé en hélice selon une forme de révolution. The antenna subject of the invention is a helical type antenna comprising at least one radiating wire helically wound in a rotational shape.
  • Elle sera tout d'abord décrite en liaison avec les figures 2a, 2b et 2c, la forme de révolution étant cylindrique. It will first be described in connection with Figures 2a, 2b and 2c, the body of revolution being cylindrical.
  • Conformément aux figures précitées, l'antenne de type hélice selon l'invention comprend au moins un brin rayonnant noté 11, 12, 13 ou 14 enroulé en hélice selon une forme circulaire autour d'un manchon 1 par exemple. In accordance with these figures, the helical type antenna according to the invention comprises at least one radiating strand noted 11, 12, 13 or 14 helically wound in a circular shape around a sleeve 1, for example. Sur la figure 2a, laquelle représente en développé l'antenne selon un mode de réalisation particulier de l'invention, on a représenté en pointillé le manchon 1 sur lequel l'antenne est normalement enroulée pour constituer l'antenne effectivement obtenue telle que représentée en figure 2b. In Figure 2a, which represents the developed antenna according to a particular embodiment of the invention, there is shown in dotted lines the sleeve 1 on which the antenna is normally wound to form the antenna actually obtained as shown in 2b.
  • Conformément à une caractéristique particulièrement avantageuse de l'antenne de type hélice objet de l'invention, celle-ci comporte un circuit d'alimentation noté 2 du ou des brins rayonnants. According to a particularly advantageous characteristic of the object type helix antenna of the invention, the latter comprises a feed circuit rated 2 or radiating wires. Ce circuit est constitué par une ligne de transmission du type ligne à ruban notée 20. La ligne à ruban 20 assure à la fois la fonction de répartition d'alimentation et d'adaptation d'impédance des brins rayonnants de l'antenne. This circuit is constituted by a transmission line type strip line denoted 20. The stripline 20 provides both the supply distribution function and impedance matching the radiating cords of the antenna.
  • Dans le mode de réalisation particulier représenté en figures 2a, 2b et 2c, l'antenne de type hélice objet de l'invention comporte quatre brins rayonnants notés 11, 12, 13 et 14. Chaque brin rayonnant est constitué par une zone métallisée en forme de bande enroulée en hélice sur la surface latérale du manchon 1. Chaque bande constituant les brins rayonnants 11, 12, 13 et 14 est distante de la suivante selon une ligne directrice du manchon 1 d'une distance P déterminée. In the particular embodiment shown in Figures 2a, 2b and 2c, the propeller object type antenna of the invention comprises four radiating strands rated 11, 12, 13 and 14. Each radiating element is constituted by a metallized zone in the form of helically wound tape on the lateral surface of the sleeve 1. Each strip constituting the radiating strands 11, 12, 13 and 14 is spaced from the next according to a guideline of the sleeve 1 by a distance P determined. Ainsi, comme représenté en figure 2b, les brins rayonnants sont inclinés d'un angle α par rapport à toute ligne directrice du manchon 1 et se trouvent ainsi enroulés en hélice. Thus, as shown in Figure 2b, the radiating strands are inclined at an angle α with respect to any guideline of the sleeve 1 and are thus helically wound.
  • Selon une caractéristique avantageuse du circuit d'alimentation 2, la ligne de transmission 20 constituant ce dernier peut avantageusement être constituée par une ligne à méandre notée 200 sur les figures 2a et 2b. According to an advantageous characteristic of the supply circuit 2, the transmission line 20 constituting the latter may advantageously be constituted by a meandering line denoted by 200 in Figures 2a and 2b. Chaque brin rayonnant 11, 12 13 et 14 est au niveau de son point d'alimentation noté 110, 120, 130, 140 ou extrémité d'entrée, connecté en contact électrique avec la bande constituant la ligne à méandre 200. Selon une caractéristique avantageuse du circuit d'alimentation de l'antenne objet de l'invention, la distance électrique sur la ligne à méandre entre deux points d'entrée de deux brins rayonnants consécutifs, points d'entrée tels que 110, 120, 130 et 140 est égale à un multiple impair de quart de longueur d'onde du signal d'émission-réception se propageant dans la ligne à ruban considérée. Each radiating wire 11, 12 13 and 14 is at its feed point denoted 110, 120, 130, 140 or inlet end connected in electrical contact with the strip forming the meandering line 200. According to an advantageous characteristic the power supply circuit of the antenna object of the invention, the electrical distance on the line to meander between two entry points of two consecutive radiating cords, entry points such as 110, 120, 130 and 140 is equal to an odd multiple of quarter wavelength of the transmission-reception signal propagating in the considered strip line.
  • Dans ces conditions, et en particulier dans le cas où le multiple impair de quarts de longueur d'onde est égal à 1, chaque point d'alimentation ou point d'entrée 110, 120, 130 et 140 des brins rayonnants 11, 12, 13 et 14 se trouve alimenté par des signaux d'amplitude égale, respectivement déphasés de π /2 rd, c'est-à-dire dans les condiditions d'alimentation telles que représentées en figure 1a. Under these conditions, and particularly in the case where the odd multiple of quarter wavelength is equal to 1, each feed point or entry point 110, 120, 130 and 140 of the radiating strands 11, 12, 13 and 14 is fed with equal amplitude signals, respectively phase shifted by π / 2 rd, that is to say in the supply condiditions as shown in Figure 1a.
  • La fonction adaptation des brins rayonnants peut avantageusement être réalisée par l'utilisation de tronçons de ligne 201, 202, 203, 204, de largeur variable, constituant ainsi la ligne 20, ainsi que représenté en figure 2d, et par les tronçons 110 à 112, 120 à 122, 130 à 132 et 140 à 142 des brins rayonnants. The adaptation function of the radiating strands can advantageously be achieved by the use of line sections 201, 202, 203, 204 of varying width, thus constituting the line 20, as shown in Figure 2d, and by the sections 110 to 112 , 120 to 122, 130 to 132 and 140 to 142 of the radiating strands.
  • Selon une autre caractéristique avantageuse de l'antenne de type hélice objet de l'invention, l'extrémité des brins opposés aux extrémités d'entrée 110, 120, 130, 140, extrémité notée 111, 121,131, 141 sur les figures 2a et 2b est avantageusement connecté en court-circuit à une même zone conductrice annulaire 100. Ainsi qu'on le comprendra aisément, en fonction des conditions de phase du signal d'alimentation au point d'entrée 110, 120, 130, 140 de chaque brin rayonnant 11, 12, 13, 14, l'une des extrémités d'un des brins rayonnants 111, 121, 131, 141 se trouve nécessairement en court-circuit, c'est-à-dire avec une amplitude de champ électrique nul et toutes les extrémités opposées 111, 121, 131, 141 de par la connexion à la zone conductrice, se trouvent ainsi en court-circuit. According to another advantageous characteristic of the object type helix antenna of the invention, the end opposite strands to the input ends 110, 120, 130, 140, end denoted 111, 121.131, 141 in Figures 2a and 2b is advantageously connected in short circuit to a same annular conductive area 100. as can be easily understood, according to the phase conditions of the power signal at the entry point 110, 120, 130, 140 of each radiating strand 11, 12, 13, 14, one end of one of the radiating strands 111, 121, 131, 141 is necessarily short-circuiting, that is to say with a zero electric field amplitude and all the opposite ends 111, 121, 131, 141 by connecting to the conductive area, are thus short-circuited. La zone conductrice annulaire 100 impose ainsi un court-circuit sur l'extrémité des quatres brins rayonnants 11, 12, 13 et 14. The annular conductive area 100 thus imposes a short-circuit on the end of the four radiating strands 11, 12, 13 and 14.
  • Ainsi qu'on l'a en outre représenté sur la figure 2c, selon une coupe suivant le plan de coupe AA de la figure 2a, la ligne à ruban 200 constituant le circuit d'alimentation 2 comprend une feuille de matériau diélectrique 2000, dont une première face destinée à être appliquée sur la surface latérale du manchon 1 est entièrement métallisée, pour constituer un plan de propagation de référence noté 2001. Une deuxième face de la feuille de matériau diélectrique 2000 opposée à la première face comporte une bande métallique 2002, formant avec la première face métallisée 2001, la ligne à ruban 20. As was further shown in Figure 2c, according to a section along the section plane AA of Figure 2a, the strip line 200 constituting the power supply circuit 2 comprises a sheet of dielectric material 2000, including a first face intended to be applied on the lateral surface of the sleeve 1 is entirely metallized to form a reference propagation plane denoted 2001. a second side of the 2000 sheet of dielectric material opposite the first face includes a metallic strip 2002, forming with the first metallized face 2001, the strip line 20.
  • Ainsi qu'on l'a en outre représenté en figure 2c, et de manière particulièrement avantageuse, le circuit d'alimentation 2 constitué par une ligne à ruban 20, des brins rayonnants 11, 12, 13 et 14 et la zone conductrice annulaire 100 en court-circuit sont formés sur une même feuille de matériau diélectrique. As will be further represented in Figure 2c, and particularly advantageously, the power supply circuit 2 constituted by a strip line 20 of the radiating strands 11, 12, 13 and 14 and the annular conductive region 100 in short circuit are formed on a same dielectric sheet of material.
  • Sur la figure 2b, on a représenté une vue de face de l'antenne obtenue après montage, c'est-à-dire après enroulement de la feuille de matériau diélectrique 2000, munie de ses différentes zones conductrices autour du manchon 1. In Figure 2b, there is shown a front view of the antenna obtained after mounting, that is to say, after winding of the sheet of dielectric material 2000, provided with its different conductive zones around the sleeve 1.
  • Un procédé de réalisation d'une antenne de type hélice conformément à l'objet de l'invention sera décrit en liaison avec les figures 3 et 4, et en particulier avec la figure 3 aux points a, b, c, d, de celle-ci. A method for producing a helical type antenna according to the object of the invention is described in association with Figures 3 and 4, and in particular with Figure 3 at points a, b, c, d, of the -this.
  • Afin de réaliser à l'échelle industrielle une antenne de type hélice conforme à l'objet de l'invention, le procédé de réalisation peut consister, ainsi que représenté au point a) de la figure 3, à découper une feuille 10 de circuit imprimé souple, double face, les double faces étant notées 101, 102 et pourvues d'une métallisation, aux dimensions correspondantes pour un manchon cylindrique 1 de dimension donnée. In order to achieve on an industrial scale a helical type antenna according to the object of the invention, the method of embodiment may consist, as shown in a) of Figure 3, to cut a printed circuit sheet 10 flexible, double sided, dual faces being denoted 101, 102 and provided with a metallization, the corresponding dimensions for a cylindrical sleeve 1 of given dimension. Bien entendu, la feuille de circuit imprimé pourra être constituée par une feuille de grande qualité, dont la feuille de matériau diélectrique 2000 est constituée par exemple par une feuille de matériau plastique tel que le kapton ou le polytétrafluoréthylène armé de verre. Of course, the printed circuit sheet may be constituted by a high-quality film, the sheet of dielectric material 2000 is formed for example by a sheet of plastic material such as kapton or glass reinforced polytetrafluoroethylene.
  • Ainsi que représenté en outre au point a) de la figure 3, le procédé peut alors consister à délimiter sur la feuille de circuit imprimé 10 une première zone notée I destinée à contenir ladite ligne à ruban et une deuxième zone notée II destinée à contenir les brins rayonnants. As further shown in a) of Figure 3, the method can then be to define on the printed circuit sheet 10 a first zone denoted I to contain said strip line and a second zone marked II for containing the radiating strands.
  • Ainsi que représenté sur la figure 3 au point b) de celle-ci, le mode de réalisation consiste alors à supprimer sur une première face du circuit imprimé 10, en particulier au niveau de la deuxième zone notée II, la métallisation 101 par exemple, cette même métallisation 101 étant maintenue sur la totalité de la première zone de la même face pour constituer le plan de propagation de référence noté 2001. As shown in Figure 3 to point b) thereof, the embodiment then consists in suppressing on a first side of the PCB 10, in particular at the second zone denoted II, metallization 101, for example, this same metallization 101 being kept on the entire first region of the same face to form the reference propagation plane noted 2001.
  • Ainsi qu'on l'a représenté en outre au point c) de la figure 3, le mode de réalisation consiste alors à former par enlèvement de matière sur la deuxième face du circuit imprimé 10 au niveau de la deuxième zone d'une part, de la métallisation 102, selon des zones déterminées, les brins rayonnants 11, 12, 13 et 14 et la zone conductrice annulaire 100. De la même façon, au niveau de la première zone d'autre part, est alors formée une zone conductrice constituant avec le plan de propagation de référence 2001, la ligne à ruban 20. La zone conductrice précitée peut alors être constituée par une zone conductrice notée 200 constituant la ligne à méandre. As was further shown in item c) of Figure 3, the embodiment then consists in forming by removing material from the second face of the printed circuit 10 at the second region on the one hand, of the metallization 102, as determined zones, the radiating strands 11, 12, 13 and 14 and the annular conductive area 100. Similarly, at the first area on the other hand, is then formed a conductive region constituting with the reference propagation plane 2001, the strip line 20. the above-mentioned conductive area can then be formed by a conductive area 200 denoted constituting the meandering line.
  • Ainsi que représenté au point d) de la figure 3, la feuille ainsi obtenue en figure 3c, munie de ses différentes zones conductrices, est ensuite enroulée sur le manchon 1, le côté plan de propagation de référence 2001 ou le côté brins étant plaqué sur la surface latérale du manchon 1. Le manchon peut alors être rétiré ou non. As shown in d) of Figure 3, the sheet thus obtained in Figure 3c, provided with its different conductive areas, is then wound on the sleeve 1, the reference propagation plane side 2001 or the side strands being plated on the lateral surface of the sleeve 1. the sleeve can then be removed or not. Bien entendu, les brins rayonnants 11, 12, 13 et 14 sont convenablement orientés. Of course, the radiating strands 11, 12, 13 and 14 are suitably oriented.
  • Les différentes étapes représentées en figure 3 aux points a, b, c,) de celle-ci, sont de manière classique avantageuse, réalisées par masquage, insolation puis attaque chimique. The various steps shown in Figure 3 at points a, b, c) thereof, are advantageously conventional manner, carried out by masking, insolation and chemical attack. Bien entendu, l'étape représentée au point c de la figure 3 peut avantageusement être réalisée au moyen d'un seul et même masque. Of course, the step shown in c of Figure 3 may advantageously be performed using a single mask.
  • De manière avantageuse, l'étape consistant à découper la feuille de circuit imprimé 10 souple double face aux dimensions correspondantes du manchon cylindrique 1, peut avantageusement être réalisée par estampage à partir d'un outil de découpe approprié. Advantageously, the step of cutting the printed circuit sheet 10 flexible double-sided to the corresponding dimensions of the cylindrical sleeve 1, may advantageously be made by stamping from a suitable cutting tool.
  • Ainsi qu'on l'a représenté en outre en figure 4, de manière avantageuse, le découpage de la feuille de circuit imprimé double face 10, aux dimensions correspondant à celles du manchon 1 peut consister par exemple à découper la feuille précitée selon un contour dont la forme correspond à celle d'un rectangle dont la longueur L correspond au périmètre de la section du manchon 1, et dont la largeur la une valeur déterminée. As was further shown in Figure 4, advantageously, the cutting of the printed circuit sheet double face 10, the dimensions corresponding to those of the sleeve 1 may be, for example cutting the said sheet according to a contour whose shape corresponds to that of a rectangle whose length L corresponds to the perimeter of the section of the sleeve 1, and the width of a predetermined value. En outre, cette forme comporte un parallélogramme superposé sur le rectangle précité. Further, this shape comprises a parallelogram superimposed on the above rectangle. Ce parallélogramme comprend un petit côté noté a, lequel correspond à la longueur L du rectangle précité, et dont la hauteur h est telle que la largeur l du rectangle augmentée de la hauteur h du parallélogramme soit égale à la hauteur H du manchon 1, ainsi qu'on l'a représenté en figure 4, le manchon 1 en dimension sensiblement correspondante étant représenté au droit de la feuille de circuit imprimé découpé. This parallelogram comprises a small side noted a, which corresponds to the length L of the aforesaid rectangle and whose height h is such that the width l of increased rectangle of the height h of the parallelogram is equal to the height H of the sleeve 1 and has been represented in Figure 4, the sleeve 1 substantially corresponding dimension being shown to the right of the printed circuit sheet cut. Bien entendu, l'angle du parallélogramme correspond à l'angle d'enroulement en hélice des brins rayonnants sur le manchon 1, les brins rayonnants 11, 12, 13 et 14, étant alors formés, ainsi que décrit précédemment, parallèlement aux côtés correspondants du parallélogramme précité. Of course, the angle of the parallelogram corresponds to the roll angle of the helical radiating strands on the sleeve 1, the radiating strands 11, 12, 13 and 14 then being formed, as described above, parallel to the corresponding sides the aforementioned parallelogram.
  • Après enroulement de l'antenne, il est nécessaire d'assurer le contact électrique des extrémités 101, 102 de la zone annulaire 100 par soudure ou rivetage ou collage avec une colle conductrice. After winding of the antenna, it is necessary to ensure electrical contact with the ends 101, 102 of the annular region 100 by welding or riveting or bonding with a conductive adhesive. Un connecteur adéquat 30 peut alors être mis en place à l'extrémité 25 de la ligne 20 par une technique classique, telle que vissage, pinçage, soudage ou collage. A suitable connector 30 can then be set up at the end 25 of the line 20 by a conventional technique such as screwing, clamping, welding or gluing.
  • L'antenne de type hélice objet de l'invention peut également, ainsi que représenté en figures 5a et 5b, comporter au moins un brin rayonnant 11, 12, 13, 14 enroulé en hélice selon une forme de révolution conique. The object type helix antenna of the invention may also, as shown in Figures 5a and 5b, comprise at least one radiating strand 11, 12, 13, 14 helically wound in a shape of conical revolution.
  • Sur la figure 5a, on a représenté la forme développée à plat du circuit imprimé, lequel correspond au manchon de forme conique utilisé. In Figure 5a, there is shown the form developed flat the printed circuit, which corresponds to the conical shape of the sleeve used.
  • Le procédé objet de l'invention en ses différentes étapes de gravure du circuit d'alimentation 200, des brins rayonnants 11, 12, 13, 14 et du court-circuit final éventuel 100 peut, bien entendu, s'appliquer à toute antenne de forme développable et, en particulier, aux antennes hélices de forme conique. The method of the invention in its various etching steps of the power supply circuit 200, the radiating strands 11, 12, 13, 14 and the possible final short-circuit 100 may, of course, be applied to any antenna developable shape, and, in particular, conical propeller antennas.
  • Ces dernières présentent par rapport aux antennes de forme cylindrique une polarisation circulaire de meilleure qualité dans la couverture et un rayonnement arrière, côté connecteur, plus faibles. The latter have with respect to the cylindrical shape of circular polarization antennas a better quality in the cover and a rear radiation side connector weaker. Par contre, leur encombrement est plus important, à fréquence égale, et le circuit développé présente une forme plus complexe, ainsi que l'indique la figure 5a. For against, their size is more important, at the same frequency, and the developed circuit has a more complex shape, as indicated in Figure 5a.
  • Le procédé de réalisation ne diffère de celui des antennes hélices cylindriques que par la forme particulière du circuit développé, et par la forme suivant laquelle celui-ci est enroulé. The method of embodiment differs from that of the cylindrical helix antennas by the particular shape of the developed circuit, and the form in which it is wound.
  • On a ainsi décrit une antenne de type hélice et son mode de réalisation à l'échelle industrielle, particulièrement avantageux. We have thus described a helix antenna and its embodiment on an industrial scale, particularly advantageous. En effet, de part sa conception, l'antenne objet de l'invention présente un très grand degré de reproductibilité dans ses caractéristiques tant mécaniques que électromagnétiques. Indeed, because of its design, the antenna object of the invention has a very high degree of repeatability in its characteristics both mechanical and electromagnetic. En outre, de part la conception de l'antenne de type hélice objet de l'invention, un procédé de mise en oeuvre et de réalisation a pu être défini, lequel permet une production de ce type d'antenne à l'échelle industrielle avec de très grands critères de fiabilité. In addition, because of the design of the propeller object type antenna of the invention, a method of implementation and embodiment have been defined, which allows production of this type of antenna on an industrial scale with very great reliability criteria.

Claims (12)

  1. 1. Antenne de type hélice comportant au moins un brin rayonnant (11, 12, 13, 14) enroulé en hélice selon une forme de révolution (1), caractérisée en ce que ladite antenne comporte un circuit d'alimentation (2) du ou desdits brins rayonnants constitué par une ligne de transmission du type ligne à ruban (20) assurant à la fois la fonction de répartition d'alimentation et d'adaptation des brins rayonnants de l'antenne. 1. helical type antenna comprising at least one radiating strand (11, 12, 13, 14) helically wound in a rotational shape (1), characterized in that said antenna comprises a feeding circuit (2) or said radiating strands constituted by a transmission line of the strip line-type (20) ensuring both the supply distribution function and adaptation of the radiating strands of the antenna.
  2. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ladite forme de révolution (1) est cylindrique ou conique. 2. Antenna according to Claim 1, characterized in that said body of revolution (1) is cylindrical or conical.
  3. 3. Antenne de type hélice selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte quatre brins rayonnants (11,12,13,14) constitués chacun par une zone métallisée en forme de bande enroulée en hélice sur la surface latérale du manchon, chaque bande étant distante de la suivante, selon une ligne directrice dudit manchon, d'une distance p déterminée, ladite ligne de transmission (20) constituant circuit d'alimentation étant constituée par une ligne à méandre (200). 3. Type-helix antenna according to claim 2, characterized in that it comprises four radiating cords (11,12,13,14) each consist of a strip-like metallized zone helically wound on the lateral surface of the sleeve, each strip being spaced from the next, according to a guideline of said sleeve, a determined distance p, said transmission line (20) constituting the power supply circuit being formed by a meandering line (200).
  4. 4. Antenne du type hélice selon la revendication 3, caractérisée en ce que chaque brin rayonnant (11,12,13,14) est au niveau de son point d'alimentation (110,120,130,140) ou extrémité d'entrée, en contact électrique avec la bande (200) constituant la ligne à méandre, la distance électrique sur la ligne entre deux points d'entrée de deux brins rayonnants consécutifs (110,120,130,140) étant égale à un multiple impair de quarts de longueur d'onde du signal d'émission-réception. 4. Antenna type propeller according to claim 3, characterized in that each radiating element (11,12,13,14) is at its supply point (110,120,130,140) or inlet end, in electrical contact with the strip (200) forming the meandering line, the electrical distance on the line between two consecutive radiating cords entry points (110,120,130,140) being equal to an odd multiple of quarter wavelength of the transmission-reception signal .
  5. 5. Antenne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que l'extrémité (111,121,131,141) des brins opposée à l'extrémité d'entrée (110,120,130,140) est connectée en court circuit à une même zone conductrice annulaire (100). 5. Antenna according to one of claims 1 to 3, characterized in that the end (111,121,131,141) of the strands opposite the inlet end (110,120,130,140) is connected in short circuit to the same ring-shaped conducting zone (100) .
  6. 6. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ladite ligne à ruban (200) constituant le circuit d'alimentation comprend une feuille de matériau diélectrique dont une première face, destinée à être appliquée sur la surface latérale du manchon, est entièrement métallisé pour constituer plan de propagation de référence (2001), et dont une deuxième face, opposée à la première face, comporte une bande métallique (2002) formant avec la première face métallisée (2001) ladite ligne à ruban. 6. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that said strip line (200) forming the supply circuit comprises a sheet of dielectric material having a first face intended to be applied on the lateral surface of the sleeve, is entirely metallized to form reference propagation plane (2001), and a second face, opposite the first face, has a metallic strip (2002) forming with the first metallized face (2001) said strip line.
  7. 7. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que ledit circuit d'alimentation constitué par une ligne à ruban (20) lesdits brins rayonnants (11,12,13,14) et la zone conductrice annulaire (100) en court-circuit sont formés par une même feuille de matériau diélectrique. 7. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that said supply circuit comprises a strip line (20) said radiating cords (11,12,13,14) and the ring-shaped conducting zone (100) short circuit are formed by a single sheet of dielectric material.
  8. 8. Procédé de fabrication d'une antenne selon l'une des revendications 1 à 7 précédentes, caractérisé en ce qu'il consiste : 8. A method of manufacturing an antenna according to one of claims 1 to 7, characterized in that it consists:
    a) - à découper une feuille (10) de circuit imprimé souple double face (101,102) aux dimensions correspondantes pour un manchon de révolution (1) de dimensions données, a) - cutting a sheet (10) of flexible double-sided printed circuit (101,102) with dimensions corresponding to a sleeve of revolution (1) of given dimensions,
    b) - sur ledit circuit imprimé, à délimiter une première zone (I) destinée à contenir ladite ligne à ruban et une deuxième zone (II) destinée à contenir lesdits brins rayonnants, b) - on said printed circuit board, to define a first zone (I) designed to contain said strip line and a second zone (II) designed to contain said radiating strands,
    c) - sur une première face dudit circuit imprimé, à supprimer ladite métallisation au niveau de ladite deuxième zone, ladite métallisation étant maintenue sur la totalité de la première zone pour constituer ledit plan de propagation de référence (2001), c) - on a first face of said printed circuit, for removing said metallization at said second zone, said metallization being kept on the entire first zone to form said reference propagation plane (2001),
    d) - sur la deuxième face dudit circuit imprimé, à former, par enlèvement de matière, au niveau de la deuxième zone d'une part de ladite métallisationn selon des zones déterminées, lesdits brins rayonnants et ladite zone conductrice annulaire, et au niveau de la première zone, d'autre part, une zone conductrice formant avec ledit plan de propagation de référence (2001) ladite ligne à ruban, d) - on the second face of said printed circuit to be formed by removing material at the second zone of the one part of said métallisationn according to determined areas, said radiating strands and said annular conductive region, and at the first zone, on the other hand, a conductive region forming with said reference propagation plane (2001) said strip line,
    e) - à enrouler la feuille de circuit imprime côté plan de propagation de référence ou côté brins sur le manchon, les brins rayonnants étant convenablement orientés. e) - winding the printed circuit sheet reference propagation plane side or on the sleeve side strands, the radiating cords being suitably oriented.
  9. 9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que les étapes b) et c) sont réalisées par masquage, insolation et attaque chimique. 9. A method according to claim 8, characterized in that steps b) and c) are performed by masking, insolation and chemical attack.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications 8 ou 9, caractérisé en ce que l'étape c) est réalisée au moyen d'un seul et même masque. 10. Method according to one of Claims 8 or 9, characterized in that step c) is performed by means of a single mask.
  11. 11. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que ledit manchon (1) étant cylindrique, le découpage de la feuille de circuit imprimé double face aux dimensions correspondant à celles du manchon (1) consiste à découper ladite feuille selon un contour dont la forme correspond à celle d'un rectangle dont la longueur (L) correspond au périmètre de la section du manchon (1) et dont la largeur (l) a une valeur déterminée, rectangle sur lequel est superposé un parallélogramme dont le petit côté a correspond à la longueur (L) du rectangle précité et dont la hauteur h est telle que la largeur (2) du rectangle augmentée de la hauteur (h) du parallélogramme soit égale à la hauteur (H) du manchon, l'angle (α) du parallélogramme correspondant à l'angle (α) d'enroulement en hélice des brins rayonnants. 11. The method of claim 8, characterized in that said sleeve (1) being cylindrical, the cutting of the printed circuit sheet to the double-sided dimensions corresponding to those of the sleeve (1) comprises cutting said sheet along a contour, the shape corresponds to that of a rectangle whose length (L) corresponds to the perimeter of the sleeve section (1) and whose width (l) has a determined value, rectangle on which is superimposed a parallelogram, the small side a is the length (L) of said rectangle and the height h is such that the width (2) of the rectangle plus the height (h) of the parallelogram is equal to the height (h) of the sleeve, the angle (α) of the parallelogram corresponding to the angle (α) of the helical winding of the radiating strands.
  12. 12. Procédé selon l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que ledit manchon (1) est conique. 12. Method according to one of Claims 8 to 10, characterized in that said sleeve (1) is conical.
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