EP0456579A1

EP0456579A1 - Plane orientable antenna, functioning in the microwave range

Info

Publication number: EP0456579A1
Application number: EP91401207A
Authority: EP
Inventors: Jean-Claude Lehureau; Erich Spitz
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1990-05-11
Filing date: 1991-05-07
Publication date: 1991-11-13
Also published as: FR2662026B1; JPH04507337A; FR2662026A1; WO1991018428A1

Abstract

The invention relates to a microwave planar antenna whose main lobe is orientable by mechanical means. A microwave antenna is formed by a network of radiating dipoles (2, 16) arranged in a circuit (3, 4, 17, 18) deposited on a substrate (7), and by a ground plane (8). In order to orient said antenna, at least one dielectric sheet (9) is introduced between the network and the ground plane. Said sheet is comprised of diphasing elements (13, 14, 19, 20), moulded in the sheet (9). The displacement of the sheet (9) with respect to the network (2, 16) causes a phase shifting of the dipoles and an orientation of the antenna lobe. Application to microwave telecommunication antennas.

Description

La présente invention concerne une antenne de réception ou d'émission de micro-ondes, perfectionnée par des moyens permettant d'orienter le faisceau par rapport au plan de l'antenne. Le déplacement des moyens mis en oeuvre assure un réglage semi-fixe de cette antenne, par opposition aux antennes à balayage électronique dans lesquelles l'orientation du faisceau est obtenu au moyen de circuits électroniques.The present invention relates to a microwave reception or emission antenna, improved by means making it possible to orient the beam relative to the plane of the antenna. The displacement of the means used ensures a semi-fixed adjustment of this antenna, in contrast to electronically scanned antennas in which the orientation of the beam is obtained by means of electronic circuits.

A titre d'exemple non limitatif, l'antenne orientable selon l'invention peut être une antenne de type grand public, donc économique, d'un modèle plan fixé sur ou incorporé contre le mur d'un bâtiment : l'orientation du faisceau est nécessaire pour pouvoir orienter l'antenne, électriquement mais non pas mécaniquement par sa rotation, vers un émetteur ou un satellite de télévision par exemple. Dans ce cas de réception vidéo, l'antenne doit travailler dans une gamme voisine de 10 GHz, et avoir des pertes faibles, inférieures à 1,5 dB.By way of nonlimiting example, the orientable antenna according to the invention can be an antenna of the general public type, therefore economical, of a planar model fixed on or incorporated against the wall of a building: the orientation of the beam is necessary to be able to orient the antenna, electrically but not mechanically by its rotation, towards a transmitter or a television satellite for example. In this case of video reception, the antenna must work in a range close to 10 GHz, and have low losses, less than 1.5 dB.

Il est connu que le gain d'une antenne micro-ondes doit être très élevé, ce qui nécessite que des sections importantes du faisceau micro-ondes soient reçues ou émises. Ceci n'est pas possible avec des systèmes axiaux, du genre cornets ou antennes rateaux Yagi, ou "fishbone" en anglais. Pour obtenir un dispositif de surface importante, une solution connue consiste à associer à un réflecteur focalisant, parabolique par exemple, un dispositif à faible gain tel qu'un cornet. Mais l'orientation du faisceau émis ou reçu nécessite soit l'orientation du réflecteur focalisant, soit le déplacement du cornet par rapport à l'axe du réflecteur.It is known that the gain of a microwave antenna must be very high, which requires that large sections of the microwave beam be received or transmitted. This is not possible with axial systems, like horns or Yagi rake antennas, or "fishbone" in English. To obtain a device with a large surface area, a known solution consists in associating with a focusing reflector, for example a parabolic, a low gain device such as a horn. However, the orientation of the transmitted or received beam requires either the orientation of the focusing reflector or the displacement of the horn relative to the axis of the reflector.

On peut également associer en réseau planaire équiphase des éléments à faible gain, c'est à dire une pluralité de dipôles, constitués par un réseau de bandes métalliques, en cuivre par exemple, tel que représenté en figure 1 qui sera détaillée ultérieurement. On sait commander en phase ce type de réseau par des éléments actifs tels que des circuits magnétiques ou des diodes de commutation. Il s'agit là d'une solution efficace mais coûteuse.We can also associate in an equiphase planar network elements with low gain, that is to say a plurality of dipoles, constituted by a network of metal strips, for example of copper, as shown in FIG. 1 which will be detailed later. It is known to control in phase this type of network by active elements such as magnetic circuits or switching diodes. This is an effective but expensive solution.

L'invention propose une solution moins onéreuse permettant un réglage semi-fixe de l'orientation du faisceau. Par semi-fixe, il faut entendre qu'une antenne orientée dans une direction reste ainsi réglée tant qu'il n'y a pas nécessité de modifier cette direction, mais que cela est possible. Par exemple, la régler sur un premier satellite TV, puis ultérieurement sur un second satellite TV.The invention proposes a less expensive solution allowing semi-fixed adjustment of the orientation of the beam. By semi-fixed, it should be understood that an antenna oriented in one direction remains thus adjusted as long as there is no need to modify this direction, but that this is possible. For example, set it to a first TV satellite, then later to a second TV satellite.

Selon l'invention, le faisceau émis ou reçu par une antenne en réseau planaire équiphase, comprenant un réseau de dipôles dans un plan parallèle à un plan de masse, peut être orienté par le déplacement, dans un plan compris entre celui du réseau de dipôle et le plan de masse, d'au moins une feuille de matériau diélectrique présentant des zones d'inhomogénéïté qui apportent un déphasage sur les éléments du circuit qui relient l'entrée de l'antenne aux dipôles.According to the invention, the beam emitted or received by an antenna in an equiphase planar array, comprising a network of dipoles in a plane parallel to a ground plane, can be oriented by displacement, in a plane comprised between that of the dipole network. and the ground plane, of at least one sheet of dielectric material having zones of inhomogeneity which bring a phase shift on the elements of the circuit which connect the input of the antenna to the dipoles.

De façon plus précise, l'invention concerne une antenne orientable plane, fonctionnant en micro-ondes, comportant, déposé sur un support isolant, un réseau à structure arborescente formé par une pluralité de dipôles rayonants reliés par des lignes conductrices de longueurs égales, cette antenne étant caractérisée en ce que l'espace situé entre le réseau et son plan de masse comprend au moins une feuille diélectrique comportant des éléments déphasants, placés à l'aplomb des lignes conductrices, lesdits éléments déphasants apportant un déphasage sur les brins de lignes reliant l'entrée de l'antenne aux dipôles.More specifically, the invention relates to a plane orientable antenna, operating in the microwave, comprising, deposited on an insulating support, a network with a tree structure formed by a plurality of radiating dipoles connected by conductive lines of equal length, this antenna being characterized in that the space situated between the array and its ground plane comprises at least one dielectric sheet comprising phase-shifting elements, placed directly above the conductive lines, said phase-shifting elements bringing a phase shift on the strands of lines connecting the input of the antenna to the dipoles.

L'invention sera mieux comprise par la description plus complète qui suit d'un exemple de réalisation, en liaison avec les figures jointes en annexe, qui représentent :

figure 1 : réseau planaire équiphase de dipôles d'une antenne micro-ondes, connu,
figure 2 : vue en coupe de 3/4 d'un fragment d'antenne, selon l'invention,
figure 3 : plan d'un intercalaire diélectrique d'une antenne modifiée selon l'invention,
figure 4 :vue de 3/4 agrandie de quelques éléments apportant un gradient de diélectrique
figure 5 : vue en plan d'un dipôle selon l'art connu
figure 6 : vue en plan du dipôle précédent, modifié selon l'invention
figure 7 : vue éclatée d'un fragment d'antenne modifiée selon l'invention.

The invention will be better understood from the more complete description which follows of an embodiment, in conjunction with the attached figures, which represent:

FIG. 1: equiphase planar array of dipoles of a known microwave antenna,
FIG. 2: 3/4 section view of an antenna fragment, according to the invention,
FIG. 3: plan of a dielectric interlayer of a modified antenna according to the invention,
Figure 4: enlarged 3/4 view of some elements providing a dielectric gradient
Figure 5: plan view of a dipole according to known art
Figure 6: plan view of the previous dipole, modified according to the invention
Figure 7: exploded view of a modified antenna fragment according to the invention.

La figure 1 représente, vu en plan, un réseau planaire équiphase regroupant des éléments à faible gain d'une antenne micro-onde plane, de gain total élevé. Elle présente une symétrie par apport à son entrée (ou sortie) symbolisée par un transistor 1. Une pluralité de dipôles rayonnants 2 sont groupés en un réseau, et reliés entre eux par un circuit de lignes conductrices de longueurs égales, à structure arborescente. Il faut entendre par là qu'une ligne conductrice 3, de longueur L, se divise en deux lignes conductrices 4, chacune de longueur L/2, qui elles-mêmes se divisent en quatre lignes conductrices 5, chacune de longueur L/4 et ainsi de suite. De plus, chaque ligne est entrecoupée d'éléments réactifs 6 de longueur demi-onde λ/2 permettant d'accorder chaque noeud à l'impédance caractéristique de la ligne.FIG. 1 represents, seen in plan, a planar equiphase network gathering elements with low gain of a plane microwave antenna, of high total gain. It has symmetry by contribution to its input (or output) symbolized by a transistor 1. A plurality of radiating dipoles 2 are grouped in a network, and connected together by a circuit of conductive lines of equal length, with a tree structure. This means that a conductive line 3, of length L, divides into two conductive lines 4, each of length L / 2, which themselves divide into four conductive lines 5, each of length L / 4 and and so on. In addition, each line is interspersed with reactive elements 6 of half-wave length λ / 2 making it possible to tune each node to the characteristic impedance of the line.

D'un point de vue pratique, ces lignes sont orthogonales entre elles, et se regroupent en deux séries : les lignes qu'on conviendra d'appeler longitudinales, telles que 3 et 5, et les lignes qu'on conviendra d'appeler transversale, telles que 4.From a practical point of view, these lines are orthogonal to each other, and are grouped into two series: the lines that we should call longitudinal, such as 3 and 5, and the lines that we should call transverse , such as 4.

Dans une forme de réalisation, ce réseau planaire equiphase se présente sous forme d'une métallisation, de cuivre par exemple, déposée sur une feuille support mince, telle qu'un film de polypropylène ou autre polymère adéquat. Pour des applications dans lesquelles le prix est déterminant, le support mince est tendu à une certaine distance d'un plan de masse métallique afin d'utiliser l'air comme diélectrique dans la formation des lignes microbandes dipôles /diélectrique/plan de masse. Le rapport entre l'espacement support mince/plan de masse et la largeur de la ligne définit l'impédance caractéristique de la ligne.In one embodiment, this planar equiphase network is in the form of a metallization, of copper for example, deposited on a thin support sheet, such as a film polypropylene or other suitable polymer. For applications in which the price is decisive, the thin support is stretched at a certain distance from a metallic ground plane in order to use air as a dielectric in the formation of the dipole / dielectric / ground plane microstrip lines. The ratio between the thin support / ground plane spacing and the line width defines the characteristic impedance of the line.

Le plan de masse a un double rôle :

il assure la propagation du signal le long du circuit,
il réfléchit l'onde émise par le dipôle, ce qui améliore de 6 dB le gain de l'antenne. A cette fin, l'électrode de masse est avantageusement réalisée en relief soit par emboutissage d'une feuille métallique, soit par métallisation d'un substrat non-plan. Le relief de l'électrode de masse est soit en tranchées, tel que représenté en figure 2, soit en fraction de cylindres : l'important est que ce relief focalise l'onde émise pour la réfléchir vers le dipôle.

The ground plan has a double role:

it ensures the propagation of the signal along the circuit,
it reflects the wave emitted by the dipole, which improves the gain of the antenna by 6 dB. To this end, the ground electrode is advantageously produced in relief either by stamping a metal sheet, or by metallization of a non-planar substrate. The relief of the ground electrode is either in trenches, as shown in FIG. 2, or in fraction of cylinders: the important thing is that this relief focuses the emitted wave to reflect it towards the dipole.

L'invention propose d'introduire dans l'espace existant entre le support du circuit équiphase et le plan de masse une feuille d'un matériau diélectrique, tel que représenté en figure 2. Sur cette figure, pour la simplifier, on a seulement représenté :

un fragment du film support 7, sur lequel est déposé le circuit équiphase dont on voit un dipôle 2, des lignes 4 et 5 et un élément réactif 6,
un fragment du plan de masse 8
et entre les deux, un fragment de matériau diélectrique 9, au moins une feuille.

The invention proposes to introduce into the space existing between the support of the equiphase circuit and the ground plane a sheet of dielectric material, as shown in Figure 2. In this figure, to simplify it, only shown :

a fragment of the support film 7, on which the equiphase circuit is deposited, of which a dipole 2, lines 4 and 5 and a reactive element 6 are seen,
a fragment of the ground plan 8
and between the two, a fragment of dielectric material 9, at least one sheet.

Cette feuille 9 présente des irrégularités calculées dans sa structure, qui apportent un déphasage sur chaque brin du circuit reliant l'entrée 1 de l'antenne aux dipôles 2. Par déplacement dans les directions longitudinale et transversale, les irrégularités de la feuille 9, en modifiant le diélectrique situé entre le réseau et le plan de masse, assurent un déphasage continu de l'excitation des dipôles 2 qui défléchit l'axe du lobe principal de l'antenne, respectivement dans une direction transversale ou longitudinale.This sheet 9 has irregularities calculated in its structure, which bring a phase shift on each strand of the circuit connecting the input 1 of the antenna to the dipoles 2. By displacement in the longitudinal and transverse directions, the irregularities of the sheet 9, in modifying the dielectric located between the network and the ground plane, provide a phase shift continuous excitation of the dipoles 2 which deflects the axis of the main lobe of the antenna, respectively in a transverse or longitudinal direction.

La position et la forme des irrégularités de la feuille de déphasage sont représentées en figures 3 et 4. Sur la figure 3, pour mieux localiser les éléments déphasants, le plan du circuit de l'antenne proprement dite, lignes et dipôles de 1 à 6, est superposé, en traits fins.The position and shape of the irregularities of the phase shift sheet are shown in Figures 3 and 4. In Figure 3, to better locate the phase shifting elements, the plane of the antenna circuit itself, lines and dipoles from 1 to 6 , is superimposed, in thin lines.

Telle que représentée sur la figure 3, cette feuille 9 apporte un déphasage linéaire longitudinal (L), obtenu par son déplacement transversal (T). Elle comporte une pluralité d'éléments déphasants tels que 13 et 14, qui, tous sont alignés sur les lignes du circuit qu'on a convenu d'appeler longitudinales, telles que 3 et 5. Ces éléments 13 et 14 sont répartis de façon symétrique sur deux branches de ligne, à partir du noeud commun. Par exemple, sur les deux branches 3 et 3′ d'entrée d'antenne, il y a quatre éléments déphasants 13 entre les noeuds 10 et 11, et quatre éléments déphasants 14 entre les noeuds 10 et 12. Mais de plus, les éléments déphasants 13 et 14 sont disposés de façon symétrique par rapport à un axe parallèle à la ligne dont ils modifient la phase : les éléments 13 sont tête bêche par rapport aux éléments 14.As shown in Figure 3, this sheet 9 provides a longitudinal linear phase shift (L), obtained by its transverse displacement (T). It comprises a plurality of phase-shifting elements such as 13 and 14, all of which are aligned with the lines of the circuit that we have agreed to call longitudinal, such as 3 and 5. These elements 13 and 14 are distributed symmetrically on two line branches, starting from the common node. For example, on the two branches 3 and 3 ′ of the antenna input, there are four phase-shifting elements 13 between the nodes 10 and 11, and four phase-shifting elements 14 between the nodes 10 and 12. But furthermore, the elements phase shifters 13 and 14 are arranged symmetrically with respect to an axis parallel to the line whose phase they modify: the elements 13 are upside down with respect to the elements 14.

En effet, comme montré en figure 4, les éléments déphasants 13 et 14, moulés en même temps que la feuille 9, ont un volume dont la trace sur la feuille 9 est un trapèze, et dont la coupe perpendiculaire à cette feuille est un coin, ou triangle. Le trapèze a un petit côté de longueur λ/2, un grand côté de longueur comprise entre λ/2 + 20 % et λ , et une longueur (ou hauteur du trapèze) de l'ordre de λ. L'épaisseur maximale d'un élément 13 ou 14 est de l'ordre de λ/10.Indeed, as shown in FIG. 4, the phase shifting elements 13 and 14, molded at the same time as the sheet 9, have a volume whose trace on the sheet 9 is a trapezoid, and whose section perpendicular to this sheet is a corner , or triangle. The trapezium has a short side of length λ / 2, a large side of length between λ / 2 + 20% and λ, and a length (or height of the trapezoid) of the order of λ. The maximum thickness of an element 13 or 14 is of the order of λ / 10.

Les éléments déphasants 13 et 14 sont à l'aplomb des branches longitudinales 3-5 du circuit : en déplaçant la feuille 9, l'épaisseur de diélectrique présentée par les éléments déphasants varie, en augmentant par exemple pour un élément 13 et en diminuant pour un élément 14, ou réciproquement : la variation de vitesse de l'onde en fonction de l'épaisseur de l'élément impose cette forme de trapèze. Ainsi, la largeur d'un élément reste toujours égale à une demi-onde, ce qui réduit les réflexions parasites introduites par l'élément.The phase shifting elements 13 and 14 are plumb with the longitudinal branches 3-5 of the circuit: by moving the sheet 9, the thickness of dielectric presented by the phase shifting elements varies, increasing for example for an element 13 and decreasing for an element 14, or vice versa: the variation in speed of the wave as a function of the thickness of the element imposes this form of trapezoid. Thus, the width of an element always remains equal to half a wave, which reduces the stray reflections introduced by the element.

La disposition tête-bêche des éléments déphasants 13 et 14, par rapport à un noeud 10, sur les branches 3 et 3′, fait qu'un déplacement transversal de la feuille 9 entraîne un déphasage pour la branche 3 et un déphasage de sens opposé pour la branche 3′.The head-to-tail arrangement of the phase shifting elements 13 and 14, with respect to a node 10, on the branches 3 and 3 ′, means that a transverse displacement of the sheet 9 results in a phase shift for the branch 3 and a phase shift in the opposite direction for branch 3 ′.

Sur la figure 3 ne sont représentés que des éléments déphasants 13 et 14 dont l'action porte sur les branches longitudinales du circuit. Pour agir sur les branches transversales telles que 4 et 4′, il y a deux possibilités :

ajouter sur la même feuille 9 une seconde pluralité d'éléments déphasants identiques, mais orientés à angle droit de telle façon qu'ils soient à l'aplomb des lignes transversales 4 et 4′. Dans ce cas, l'orientation du lobe principal de l'antenne est obtenu par le déplacement transversal et longitudinal de l'unique feuille 9
intercaler une seconde feuille diélectrique 15, comportant des éléments déphasants disposés à l'aplomb des lignes transversales 4 et 4′. Dans ce cas, l'orientation du lobe principal de l'antenne est obtenu, respectivement, par le déplacement transversal de la feuille 9 et par le déplacement longitudinal de la feuille 15.

In Figure 3 are shown only

phase shifting elements

13 and 14 whose action relates to the longitudinal branches of the circuit. To act on the transverse branches such as 4 and 4 ′, there are two possibilities:

add on the same sheet 9 a second plurality of identical phase-shifting elements, but oriented at right angles so that they are perpendicular to the transverse lines 4 and 4 ′. In this case, the orientation of the main lobe of the antenna is obtained by the transverse and longitudinal displacement of the single sheet 9
interpose a second dielectric sheet 15, comprising phase-shifting elements arranged directly above the transverse lines 4 and 4 ′. In this case, the orientation of the main lobe of the antenna is obtained, respectively, by the transverse displacement of the sheet 9 and by the longitudinal displacement of the sheet 15.

La ou les feuilles diélectriques 9 et 15 sont constituées de céramique ou de matériaux polymères présentant une constante diélectrique élevée et une absorbtion faible, tels que le polypropylène ou le polytétrafluoroéthylène. Elles sont avantageusement moulées.The dielectric sheet (s) 9 and 15 are made of ceramic or of polymer materials having a high dielectric constant and a low absorption, such as polypropylene or polytetrafluoroethylene. They are advantageously molded.

Les moyens de déphasage exposés jusqu'ici apportent un déphasage linéaire, en agissant sur les branches du circuit compris entre l'entrée 1 de l'antenne et les dipôles 2. Il est également possible d'apporter un déphasage par polarisation circulaire de l'onde, en agissant sur les dipôles.The phase shifting means exposed so far provide a linear phase shift, by acting on the branches of the circuit between the input 1 of the antenna and the dipoles 2. It is also possible to provide a phase shift by circular polarization of the wave, acting on the dipoles.

Il est connu qu'un dipôle peut se présenter sous la forme illustrée en figure 5 : une métallisation 16, de préférence carrée, est excitée en deux points 17 et 18 situés sur deux côtés adjacents du carré, donc à 90°. Si ces deux points d'excitations sont déphasés de 90°, l'onde générée est circulaire.It is known that a dipole can take the form illustrated in FIG. 5: a metallization 16, preferably square, is excited at two points 17 and 18 located on two adjacent sides of the square, therefore at 90 °. If these two excitation points are 90 ° out of phase, the wave generated is circular.

Selon l'invention, un déphasage supplémentaire est généré par l'interposition, entre le circuit sur la feuille 7 et le plan de masse 8, d'une troisième feuille déphasante 21 supportant, pour chaque élément radiatif au moins un déphaseur quart d'onde 19 et un déphaseur demi-onde 20, tel que représenté en figure 6. Ces déphaseurs sont, comme les éléments du déphasage 13 et 14, constitués par des irrégularités dans l'épaisseur de la troisième feuille déphasante 21, qui est elle aussi formée en céramique, polypropylène ou autre matériau diélectrique. Le réglage de la polarisation circulaire est obtenu par le déplacement relatif de la troisième feuille par rapport au circuit d'éléments radiatifs 16, de sorte que les déphaseurs 19 et 20 agissent sur les lignes qui excitent en 17 et 18 le dipôle 16.According to the invention, an additional phase shift is generated by the interposition, between the circuit on the sheet 7 and the ground plane 8, of a third phase shifting sheet 21 supporting, for each radiative element at least one quarter wave phase shifter 19 and a half-wave phase-shifter 20, as shown in FIG. 6. These phase-shifters are, like the elements of the phase shift 13 and 14, formed by irregularities in the thickness of the third phase-shifting sheet 21, which is also formed in ceramic, polypropylene or other dielectric material. The adjustment of the circular polarization is obtained by the relative displacement of the third sheet with respect to the circuit of radiative elements 16, so that the phase shifters 19 and 20 act on the lines which excite the dipole 16 at 17 and 18.

Dans le cas où les dipôles linéaires 2 sont remplacés par les éléments radiatifs 16, il est alors possible d'ajouter à la polarisation linéaire une polarisation circulaire.In the case where the linear dipoles 2 are replaced by the radiative elements 16, it is then possible to add to the linear polarization a circular polarization.

La figure 7 représente une vue éclatée d'un fragment d'antenne orientable, qui cumule les différents perfectionnements décrits au titre de l'invention. Les feuilles supports en sont espacées dans le but de laisser voir les composants de chacune d'entre elles.FIG. 7 represents an exploded view of a swiveling antenna fragment, which combines the various improvements described under the invention. The support sheets are spaced therefrom in order to reveal the components of each of them.

Cette antenne orientable comprend au moins :

une feuille 7 qui supporte le circuit de dipôles 2 ou d'éléments radiatifs 16
et un plan de masse 8.

This orientable antenna comprises at least:

a sheet 7 which supports the circuit of dipoles 2 or of radiative elements 16
and a ground plan 8.

Entre ces deux plans sont intercalés au moins une parmi les trois feuilles suivantes :

feuille 9 qui supporte des éléments déphasants 13 et 14, déplacée transversalement mais apportant une polarisation linéaire longitudinale,
feuille 15 qui supporte des éléments déphasants 13′ et 14′, déplacée longitudinalement mais apportant une polarisation linéaire transversale,
feuille 21 qui supporte des éléments déphasants 19 et 20, qui apporte une polarisation circulaire.

Between these two plans are interspersed at least one of the following three sheets:

sheet 9 which supports phase shifting elements 13 and 14, moved transversely but bringing a longitudinal linear polarization,
sheet 15 which supports phase shifting elements 13 ′ and 14 ′, displaced longitudinally but providing a linear transverse polarization,
sheet 21 which supports phase shifting elements 19 and 20, which provides circular polarization.

Les feuilles 9 et 15 peuvent être confondues en une seule feuille. Toutes ces feuilles sont bien entendu tendues sur des cadres rigides, non représentés, qui permettent entre autres de les régler en position pour orienter l'antenne. Les moyens de réglage font partie du domaine de l'homme de l'art : ce sont soit des moyens mécaniques pour réglage manuel, soit des moyens électriques pour réglage asservi au gain de l'antenne.Sheets 9 and 15 can be merged into a single sheet. All these sheets are of course stretched on rigid frames, not shown, which allow among other things to adjust them in position to orient the antenna. The adjustment means are part of the skill of the art: they are either mechanical means for manual adjustment, or electrical means for adjustment subject to the gain of the antenna.

L'antenne orientable selon l'invention trouve son application dans le domaine de la réception ou de l'émission d'ondes hyperfréquences, notamment pour les télécommunications.The orientable antenna according to the invention finds its application in the field of reception or emission of microwave waves, in particular for telecommunications.

Claims

1 - Planar orientable antenna, operating in the microwave, comprising, deposited on an insulating support (7), a network with a tree structure formed by a plurality of radiating dipoles (2.16) connected by conductive lines (3.4, 5) of equal lengths, this antenna being characterized in that the space located between the array and its ground plane (8) comprises at least one dielectric sheet (9) comprising phase-shifting elements (13,14), placed at the plumb conductive lines (3,4,5), said phase shifting elements (13,14) providing a phase shift on the strands of lines (3,4,5) connecting the input of the antenna to the dipoles.

2 - Orientable antenna according to claim 1, characterized in that the phase shifting elements (13,14) have, in plan, a trapezoid shape whose bases are parallel to the conductive lines (3,4,5) so that their length opposite the line is always λ / 2 and, in section, a triangle shape, the thick part of the phase-shifting element being on the side of the small base of the trapezoid, and in that they are produced by molding in the same dielectric material as the sheet (9) which supports them.

3 - Orientable antenna according to claim 2, characterized in that in the tree structure of the network, the phase shifting elements (13,14) are arranged symmetrically on the two strands of line (3 and 3 ′) coming from a node (10), the elements (13) of a first line strand (3 ′) being further mounted head to tail relative to the elements (14) of a second line strand (3).

4 - Orientable antenna according to claim 1, characterized in that, the lines (3,4,5) being oriented one (3,5) in a first direction called longitudinal (L) and the others (4) in a direction called transverse (T), the phase shifting elements (13,14) provide a linear polarization in the same direction as that of the line on which they act.

5 - Orientable antenna according to claim 4, characterized in that it comprises, between the support (7) of the network and the ground plane (8), a first sheet (9) provided with phase-shifting elements (13,14) which provide a phase shift on the lines (3,5) oriented in a first direction, and a second sheet (15) provided with phase shifting elements (13 ′, 14 ′) which provide a phase shift on the lines (4) oriented in a second direction.

6 - Orientable antenna according to claim 1, characterized in that, the network being formed of radiating elements (16) square excited on two adjacent sides of the square, a circular polarization is provided by means of a third dielectric sheet (21) , introduced between the support (7) of the network and its ground plane (8), said sheet (21) comprising for each radiating element (16) at least a quarter-wave phase shifter (19) and a half-wave phase shifter ( 20), the phase shifters (19, 20) acting on the lines (17, 18) of excitation of each radiating element (16).

7 - Orientable antenna according to claim 6, characterized in that the phase shifters (19,20) consist of a layer of homogeneous thickness, and in that they are produced by molding in the same dielectric material as the sheet (21 ) who supports them.

8 - Orientable antenna according to claim 7, characterized in that the dielectric sheets (9,15,21), the phase shifting elements (13,14) and the phase shifters (19,20) are made of ceramic or polymer such as polypropylene.

9 - A method of orienting the main lobe of a steerable antenna according to claim 1, characterized in that a transverse displacement of the phase shifting elements (13,14) relative to a line (3,4) causes a longitudinal phase shift between the strands of this line (3.3 ′, 4.4 ′) which deflects the axis of the main lobe of the antenna.

10 - A method of orienting the main lobe of a steerable antenna according to claim 6, characterized in that the lobe is oriented by displacement of at least one dielectric sheet (9,15,21) in a plane parallel to the plane network support (7): - the transverse displacement of a first sheet (9) causes a longitudinal linear polarization of the wave

- the longitudinal displacement of a second sheet (15) causes a transverse linear polarization of the wave

- the longitudinal and transverse displacement of a third sheet (21) provided with at least quarter-wave phase shifters (19) causes circular polarization of the wave.