EP0546901A1 - Antenne légère à multipolarisation - Google Patents

Antenne légère à multipolarisation Download PDF

Info

Publication number
EP0546901A1
EP0546901A1 EP19920403283 EP92403283A EP0546901A1 EP 0546901 A1 EP0546901 A1 EP 0546901A1 EP 19920403283 EP19920403283 EP 19920403283 EP 92403283 A EP92403283 A EP 92403283A EP 0546901 A1 EP0546901 A1 EP 0546901A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna according
radiating elements
plate
supply lines
phase shifter
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19920403283
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Joseph Thomson-Csf Scpi Roger
Sylvie Thomson-Csf Scpi Touchard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Publication of EP0546901A1 publication Critical patent/EP0546901A1/fr
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0075—Stripline fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/30—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array
    • H01Q3/34—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means
    • H01Q3/36—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture varying the relative phase between the radiating elements of an array by electrical means with variable phase-shifters

Definitions

  • the present invention relates to a light multipolarization antenna. It applies in particular to radar antennas, telecommunications or satellite reception antennas for example. More generally, it applies to any system where it is necessary to use light, compact or low-cost multipolarization antennas.
  • Multipolarization antennas are generally reflector antennas. They require a variable polarization element, this element is mechanical and complex. These antennas therefore have the drawback of being non-compact and not very light.
  • Network antennas in printed circuit technology exist but most are monopolarized. Indeed, when they are multipolarized, they are complicated to produce and therefore expensive. This is due to the fact that the antennas which are to produce the multipolarization are produced using several dielectric layers. This multi-layer technique is complex to perform. In addition, the external connections or those established via metallized holes disturb the performance of the antenna.
  • the object of the invention is to provide a multipolarization antenna by overcoming the aforementioned drawbacks.
  • the subject of the invention is a multipolarization antenna, characterized in that it comprises, on the same face of a main plate, radiating elements and a phase shifter, the radiating elements being coupled to two supply lines. connected to the phase shifter.
  • the main advantages of the invention are that it makes it possible to obtain a multipolarization antenna, light, of low cost, which can be compact or single layer.
  • FIG. 1a shows two possible embodiments of an antenna according to the invention.
  • the antenna consists of a main plate 1, generally dielectric and thin, in teflon for example, on which radiating elements 2, or "patches" are printed according to English terminology, and a phase shifter 3 located on the same face of the main plate 1 as the radiating elements 2.
  • the radiating elements 2 are for example distant from each other at distances less than the wavelength emitted or received.
  • An arrival point 4 of the microwave signals is connected to an element 5 dividing the electromagnetic energy which it receives into two signals of equal energy, attacking the phase shifter 3 by lines 6, 7.
  • This element 5 can for example be a 3 dB coupler associated with a load limiting the standing wave rate in the arrival lines upstream of the arrival point 4.
  • Two lines 8, 9 at the output of the phase shifter 3 supply the radiating elements 2. In the exemplary embodiment of FIG. 1a, this supply of the radiating elements 2 is carried out in series. Each radiating element 2 is coupled to the two supply lines 8, 9.
  • the radiating elements preferably having square surfaces, two of the sides of the squares being parallel to the supply lines 8, 9, the excitation of these radiating elements by this coupling is achieved for example by two adjacent corners as shown in Figure 1a, the two corners belonging to a side perpendicular to the supply lines 8, 9; this allows the excitation of each element s 2 to be better balanced.
  • the supply line 8 excites the radiating elements 2 by an upper corner 101 to establish a polarization along diagonals 10 of the radiating elements, all these diagonals being parallel between they.
  • the supply line 9 excites the radiating elements 2 by a lower corner adjacent 111 to the previous one to establish a polarization along diagonals 11 of the radiating elements, all these diagonals being parallel to each other and perpendicular to the preceding 10.
  • the supply is carried out by series, to avoid lines 9 and 8 overlapping; line 9, for example, continues on the other face of plate 1, a connection of line 9 with lines 13, 14, 15, 16 being produced by metallized holes 12, 17, 18, 19, 20.
  • FIG. 1a four rows of radiating elements 2 are shown; this number of rows is obviously given by way of example.
  • FIG. 2a illustrates a possible connection mode between the metallized holes 12, 17, 18, 19, 20.
  • a line 201 connecting these metallized holes 12, 17, 18, 19 and 20 can be made in espalier as shown in FIG. 2a, this line can possibly be located on an internal layer to the plate 1.
  • the rear face, of this plate 1 having to be fully metallized, in copper for example, placing the connection line 201 at the rear of the plate 1 requires screen printing for example this one on a substrate and fixing this substrate to the back of the plate 1 , on its fully metallized face.
  • the connection line 21 being simple in shape, this solution does not complicate the production of the antenna according to the invention.
  • the series supply of the radiating elements 2 used in the embodiment of the invention of FIG. 1a causes dispersivity of the radiated wave along a plane parallel to the supply lines 13, 14, 15, 16. This dispersivity allows certain advantages to be obtained, this in particular makes it possible to direct the direction of the emission beam by frequency change.
  • the series supply also makes it possible to compact the construction of the antenna according to the invention.
  • FIG. 1b shows another possible embodiment of the invention.
  • the radiating elements 2 printed on the plate 1 are supplied in parallel from two supply lines 22, 23, in micro-tape for example. These two lines exit from the phase shifter 3, itself connected by the two lines 6, 7 to the element 5 for dividing the energy received at the arrival point 4.
  • the radiating elements always have a square surface and their excitations by the supply lines 22, 23 then by derived lines 221, 231 is done by adjacent corners, two of the sides of the squares being for example parallel to the supply lines 221, 231. These adjacent corners belong to one side perpendicular to these supply lines 221, 231.
  • the advantage of this embodiment is that all the supply lines hold on the same surface of the plate 1, making it possible in particular to produce a single-layer antenna, another advantage , depending on the applications where this is necessary, is the absence of dispersivity of the emitted wave.
  • the couplings between the lines 8, 9 and the radiating elements 2 can be done for example as illustrated in FIGS. 2b or 2c.
  • FIG. 2b represents a directional coupling, by proximity.
  • Part of the electromagnetic energy transported by line 8 for example is transmitted by electromagnetic coupling to line 203 connected at its end 207 to a corner, for example, of a radiating element 2, the other end of line 203 being connected to a load 202 for limiting the standing wave rate.
  • the amount of energy electromagnetic transmitted from line 8 to line 203 depends on the distance between these two lines.
  • the directional coupling of FIG. 2b makes it possible to obtain very good performance in terms of the quality of the radiated diagrams; it also makes it possible to obtain a wider bandwidth of the antenna and allows tolerance to manufacturing defects.
  • FIGS. 3a, 3b and 3c show possible embodiments of the phase shifter 3 placed on the plate 1.
  • the latter phase-shifts the waves transmitted by the line 8 with respect to the waves transmitted by the line 9 in the case of FIG. 1a, or phase between them the waves transmitted by lines 22, 23 of FIG. 1b.
  • the types of phase shifter presented in FIGS. 3a, 3b and 3c make it possible to produce variable phase shifts depending on their position relative to one of the two supply lines 8, 9 or 22, 23.
  • the line on which the phase shifter acts can be line 8, in fact extending line 6 at the output of the energy dividing element 5, line 9 extending line 7 at the output of element 5 does not undergo any influence from the phase shifters illustrated in FIGS. 3a, 3b or 3c.
  • these phase shifters could for example act on line 22 and have no influence on line 23.
  • the phase shifter shown in Figure 3a consists of a plate 31 pivoting about an axis of rotation 32.
  • the pivoting plate 31 rotates around the axis of rotation 32 by sliding on the face of the antenna.
  • the pivoting plate is for example made of a material of relative dielectric constant equal to 1. It is covered for example with two zones 33, 34 of relative dielectric constant greater than 1 having different surfaces or dielectric constants.
  • the position occupied by the phase shifter in FIG. 3a is such that it does not act on line 8 in this position, because the zones with dielectric constants greater than 1 do not overlap line 8. If the dividing element d energy 5 does not itself create a phase shift, the phase shift will therefore be zero between lines 8 and 9 or between lines 22 and 23.
  • this element 5 is for example a 3dB coupler
  • the phase shift will be 90 °.
  • the pivoting plate 31 By positioning the pivoting plate 31 so that, for example, the dielectric zone 33 overlaps the line 8, it is possible, depending on the surface of the zone 33 and the value of its relative dielectric constant, to create a phase shift of 90 °. between lines 8 and 9 or 22 and 23, when the energy dividing element 5 does not create a phase shift upstream.
  • This phase shift is due to the dielectric constant of the zone 33 which, by modifying the electromagnetic environment of the wave transmitted by the line 8, changes its phase. This result is well known to those skilled in the art.
  • phase shifter of FIG. 3a can therefore be a phase shifter with 3 positions creating, for example, 0 °, 90 ° and 180 ° phase shifts.
  • Figure 3b shows a variant of the phase shifter in Figure 3c.
  • it consists of a sliding plate 35 transversely with respect to the line 8, covered for example with the same zones 33, 34 as the phase shifter of FIG. 3a and with higher dielectric constants to 1.
  • the plate 35 it is possible to cover the line 8 of the zones 33 or 34 or of a part with dielectric constant equal to 1.
  • the phase-shifter of FIG. 3b can be a 3-position phase shifter creating phase shifts 0 °, 90 °, 180 ° for example.
  • the phase shifter shown in Figure 3c is a continuously variable phase shifter. In this case, it always consists of the sliding plate 35 of FIG. 3b, but this is covered with a zone 36 with dielectric constant greater than 1, the surface of which is that of an isosceles triangle, for example whose line median is parallel to the sliding direction of the sliding plate 35.
  • the zone 36 is connected and of continuously variable width, for example increasing, so as to create a continuously variable phase shift by the sliding of the sliding plate 35 on the supply line 8.
  • phase difference created is zero, as soon as the vertex 37 begins to reach this line 8, a slight phase difference appears and the more the amount of surface of triangle 36 covers line 8, the more phase shift becomes important.
  • the phase shifts created between the waves transmitted by lines 8 and 9 or 22 and 23 are found between the crossed polarizations 10, 11 generated by the radiating elements 2.
  • this phase shift is equal to 90 °
  • the polarization of the antenna is circular, if this phase shift is equal to 0 ° or 180 ° for example, this polarization is rectilinear and respectively parallel or perpendicular with respect to the direction of alignment D of the radiating elements 2 of FIG. 1a for example.
  • phase shifter in Figure 3c allows many other types of polarization to be created.
  • the phase shifters shown in FIGS. 3a, 3b and 3c are simple to implement, inexpensive and adapt well to the dielectric plate 1 on which the radiating elements 2 of the antenna according to the invention are printed.
  • the antenna according to the invention can be produced by introducing variants with respect to the possible embodiments presented above.
  • the 2 square radiating elements can be fed along their median lines instead of being fed through their corners. These 2 square radiating elements can be replaced for example by radiating elements whose surface is round. In this case, the radiating elements 2 are preferably excited by two points of their circumference separated by 90 °.
  • the connection between the two faces of the antenna can be made by a welded coaxial connection. It is possible for example to add an additional plate parallel to the main plate 1, this additional plate comprising radiating elements printed to widen the bandwidth of the antenna.
  • the phase shifters shown in Figures 3a, 3b and 3c can be replaced by other devices providing the same phase shifts, based on ferrites for example, or electronic using diodes in particular.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

L'invention concerne une antenne légère à multipolarisation. Elle comprend au moins sur une même face d'une plaque mince (1) des éléments rayonnants (2) et un déphaseur (3), les éléments rayonnants (2) étant couplés à deux lignes d'alimentation (8, 9, 22, 23) reliées au déphaseur (3). Application : Antennes de radar, de télécommunication ou de réception par satellite. <IMAGE>

Description

  • La présente invention concerne une antenne légère à multipolarisation. Elle s'applique notamment aux antennes de radar, aux antennes de télécommunication ou de réception par satellite par exemple. Plus généralement, elle s'applique à tout système où il est nécessaire d'utiliser des antennes à multipolarisation légères, compactes ou à faible coût.
  • Les antennes à multipolarisation sont généralement des antennes à réflecteur. Elles nécessitent un élément de polarisation variable, cet élément est mécanique et complexe. Ces antennes ont donc l'inconvénient d'être non compactes et peu légères.
  • Des antennes à réseaux en technologie de circuits imprimés existent mais la plupart sont à monopolarisation. En effet, lorsqu'elles sont à multipolarisation, elles sont de réalisation compliquée et donc chères. Cela est dû au fait que les antennes qui doivent produire la multipolarisation sont réalisées à l'aide de plusieurs couches diélectriques. Cette technique à plusieurs couches est complexe à réaliser. De plus, les liaisons extérieures ou établies par l'intermédiaire de trous métallisés perturbent les performances de l'antenne.
  • Le but de l'invention est de réaliser une antenne à multipolarisation en s'affranchissant des inconvénients précités.
  • A cet effet, l'invention a pour objet une antenne à multipolarisation, caractérisée en ce qu'elle comprend sur une même face d'une plaque principale , des éléments rayonnants et un déphaseur, les éléments rayonnants étant couplés à deux lignes d'alimentation reliées au déphaseur.
  • L'invention a pour principaux avantages qu'elle permet d'obtenir une antenne à multipolarisation, légère, de faible coût, pouvant être compacte ou monocouche.
  • D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard des dessins annexés qui représentent :
    • les figures 1a et 1b, des modes de réalisation possibles de l'antenne selon l'invention ;
    • la figure 2a, une liaison possible entre des lignes de transmission de l'antenne selon l'invention ;
    • les figures 2b et 2c, des modes de couplage possibles entre des lignes de transmission et des éléments rayonnants de l'antenne selon l'invention ;
    • les figures 3a, 3b et 3c, des modes possibles de réalisation de déphaseurs utilisés par l'antenne selon l'invention.
  • Les figures 1a et 1b présentent deux modes de réalisation possibles d'une antenne selon l'invention. Sur la figure 1a, l'antenne est constituée d'une plaque principale 1, généralement diélectrique et mince, en téflon par exemple, sur laquelle sont imprimés des éléments rayonnants 2, ou " patches" suivant la terminologie anglo-saxonne, et d'un déphaseur 3 situé sur une même face de la plaque principale 1 que les éléments rayonnants 2. Les éléments rayonnants 2sont par exemple éloignés les uns des autres selon des distances inférieures à la longueur d'onde émise ou reçue. Un point d'arrivée 4 des signaux hyperfréquence est relié à un élément 5 divisant l'énergie électromagnétique qu'il reçoit en deux signaux d'égale énergie, attaquant le déphaseur 3 par des lignes 6, 7. Cet élément 5 peut être par exemple un coupleur à 3 dB associé à une charge limitant le taux d'onde stationnaire dans les lignes d'arrivée en amont du point d'arrivée 4. Deux lignes 8, 9 en sortie du déphaseur 3 alimentent les éléments rayonnants 2. Dans l'exemple de réalisation de la figure 1a, cette alimentation des éléments rayonnants 2 est réalisée en série. Chaque élément rayonnant 2 est couplé aux deux lignes d'alimentation 8, 9. Les éléments rayonnants ayant préférentiellement des surfaces carrées, deux des côtés des carrés étant parallèles aux lignes d'alimentation 8, 9, l'excitation de ces éléments rayonnants par ce couplage est réalisée par exemple par deux coins adjacents comme le montre la figure 1a, les deux coins appartenant à un côté perpendiculaire aux lignes d'alimentation 8, 9 ; cela permet de mieux symétriser l'excitation de chaque élément s 2. Ainsi, la ligne d'alimentation 8 excite les éléments rayonnants 2 par un coin supérieur 101 pour établir une polarisation selon des diagonales 10 des éléments rayonnants, toutes ces diagonales étant parallèles entre elles. La ligne d'alimentation 9 excite les éléments rayonnants 2 par un coin inférieur adjacent 111 au précédent pour établir une polarisation selon des diagonales 11 des éléments rayonnants, toutes ces diagonales étant parallèles entre elles et perpendiculaires aux précédentes 10. L'alimentation est réalisée en série, pour éviter que les lignes 9 et 8 se chevauchent ; la ligne 9 par exemple se continue sur l'autre face de la plaque 1, une liaison de la ligne 9 avec les lignes 13, 14, 15, 16 étant réalisée grâce à des trous métallisés 12, 17, 18, 19, 20. Dans le cas de la figure 1a, quatre rangées d'éléments rayonnants 2 sont représentées ; ce nombre de rangées est évidemment donnée à titre d'exemple. Les lignes 13, 14, 15, 16, prolongements de la ligne 8, se terminent par des charges 21 ainsi que la ligne 8 ; ces charges 21 atténuent les ondes stationnaires sur ces mêmes lignes . Toutes ces lignes peuvent être par exemple de type micro-ruban.
  • La figure 2a, illustre un mode de liaison possible entre les trous métallisées 12, 17, 18, 19, 20.
  • Une ligne 201 liant ces trous métallisés 12, 17, 18, 19 et 20 peut être réalisée en espalier comme le montre la figure 2a, cette ligne peut éventuellement être située sur une couche interne à la plaque 1. En effet, la face arrière, de cette plaque 1 devant être entièrement métallisée, en cuivre par exemple, placer la ligne de liaison 201 à l'arrière de la plaque 1 nécessite de sérigraphier par exemple celle-ci sur un substrat et de fixer ce substrat au dos de la plaque 1, sur sa face entièrement métallisée. Néanmoins, la ligne de liaison 21 étant de forme simple, cette solution ne complique pas la réalisation de l'antenne selon l'invention.
  • L'alimentation en série des éléments rayonnants 2 utilisée dans le mode de réalisation de l'invention de la figure 1a provoque une dispersivité de l'onde rayonnée selon un plan parallèle aux lignes d'alimentation 13, 14, 15, 16. Cette dispersivité permet d'obtenir certains avantages, cela permet notamment de diriger la direction du faisceau d'émission par changement de fréquence. L'alimentation en série permet par ailleurs de rendre compacte la réalisation de l'antenne selon l'invention.
  • La figure 1b présente un autre mode de réalisation possible de l'invention. Dans ce cas les éléments rayonnants 2 imprimés sur la plaque 1 sont alimentés en parallèle à partir de deux lignes d'alimentation 22, 23, en micro-ruban par exemple. Ces deux lignes sortent du déphaseur 3, lui-même relié par les deux lignes 6, 7 à l'élément 5 de division de l'énergie reçue au point d'arrivée 4. Préférentiellement, les éléments rayonnants ont toujours une surface carrée et leurs excitations par les lignes d'alimentation 22, 23 puis par des lignes dérivées 221, 231 se fait par des coins adjacents, deux des côtés des carrés étant par exemple parallèles aux lignes d'alimentations 221, 231. Ces coins adjacents appartiennent à un côté perpendiculaire à ces lignes d'alimentation 221, 231. L'avantage de ce mode de réalisation est que toutes les lignes d'alimentation tiennent sur une même surface de la plaque 1, permettant notamment de réaliser une antenne mono-couche, un autre avantage, selon les applications où cela est nécessaire, est l'absence de dispersivité de l'onde émise.
  • Les couplages entre les lignes 8, 9 et les éléments rayonnants 2 peuvent se faire par exemple comme l'illustrent les figures 2b ou 2c.
  • La figure 2b représente un couplage directif, par proximité. Une partie de l'énergie électromagnétique transportée par la ligne 8 par exemple est transmise par couplage électromagnétique à la ligne 203 reliée à son extrémité 207 à un coin, par exemple, d'un élément rayonnants 2, l'autre extrémité de la ligne 203 étant reliée à une charge 202 de limitation de taux d'ondes stationnaires. La quantité d'énergie électromagnétique transmise de la ligne 8 à la ligne 203 dépend de la distance entre ces deux lignes.
  • Le couplage directif de la figure 2b permet d'obtenir de très bonnes performances au niveau de la qualité des diagrammes rayonnés ; il permet aussi d'obtenir une plus large bande passante de l'antenne et permet une tolérance aux défauts de fabrication.
  • Les figures 3a, 3b et 3c présentent des modes de réalisation possibles du déphaseur 3 placé sur la plaque 1. Celui-ci déphase les ondes transmises par la ligne 8 par rapport aux ondes transmises par la ligne 9 dans le cas de la figure 1a, ou déphase entre elles les ondes transmises par les lignes 22, 23 de la figure 1b. Les types de déphaseur présentés par les figures 3a, 3b et 3c permettent de réaliser des déphasages variables en fonction de leur position par rapport à une des deux lignes d'alimentation 8, 9 ou 22, 23. A titre d'exemple, dans le cas de la figure 1a, la ligne sur laquelle agit le déphaseur peut être la ligne 8, prolongeant en fait la ligne 6 en sortie de l'élément 5 de division d'énergie, la ligne 9 prolongeant la ligne 7 en sortie de l'élément 5 ne subissant quant à elle aucune influence des déphaseurs illustrés par les figures 3a, 3b ou 3c. De même dans le cas de la figure 1b, ces déphaseurs pourraient par exemple agir sur la ligne 22 et ne pas avoir d'influence sur la ligne 23.
  • Le déphaseur présenté par la figure 3a est constitué d'une plaque 31 pivotante autour d'un axe de rotation 32. La plaque pivotante 31 tourne autour de l'axe de rotation 32 en glissant sur la face de l'antenne. La plaque pivotante est par exemple constituée d'un matériau de constante diélectrique relative égale à 1. Elle est recouverte par exemple de deux zones 33, 34 de constante diélectrique relative supérieure à 1 ayant des surfaces ou des constantes diélectriques différentes. La position occupée par le déphaseur de la figure 3a est telle qu'il n'agit pas sur la ligne 8 dans cette position, car les zones à constantes diélectriques supérieures à 1 ne recouvrent pas la ligne 8. Si l'élément de division d'énergie 5 ne crée pas lui-même de déphasage, le déphasage sera donc nul entre les lignes 8 et 9 ou entre les lignes 22 et 23. Si cet élément 5 est par exemple un coupleur à 3dB, le déphasage sera de 90°. En positionnant la plaque pivotante 31 de manière par exemple à ce que la zone diélectrique 33 chevauche la ligne 8, il est possible en fonction de la surface de la zone 33 et de la valeur de sa constante diélectrique relative de créer un déphasage de 90° entre les lignes 8 et 9 ou 22 et 23, quand l'élément de division d'énergie 5 ne crée pas de déphasage en amont.
  • Ce déphasage est dû à la constante diélectrique de la zone 33 qui, en modifiant l'environnement électromagnétique de l'onde transmise par la ligne 8, change sa phase. Ce résultat est bien connu de l'homme de l'art.
  • De même en faisant chevaucher la ligne 8 par l'autre zone 34, il est possible de créer par exemple un déphasage de 180° entre les lignes 8 et 9 et 22 et 23. Le déphaseur de la figure 3a peut donc être un déphaseur à 3 positions créant par exemple des déphasages de 0°, 90° et 180°.
  • La figure 3b présente une variante du déphaseur de la figure 3c. Au lieu d'être constitué d'une plaque pivotante, il est constitué d'une plaque glissant 35 transversalement par rapport à la ligne 8, recouverte par exemple des mêmes zones 33, 34 que le déphaseur de la figure 3a et à constantes diélectriques supérieures à 1. En faisant glisser la plaque 35 il est possible de recouvrir la ligne 8 des zones 33 ou 34 ou d'une partie à constante diélectrique égale à 1. Comme le déphaseur de la figure 3a, le déphaseur de la figure 3b peut être un déphaseur à 3 positions créant les déphasages 0°, 90°, 180° par exemple.
  • Le déphaseur présenté par la figure 3c est un déphaseur continûment variable. Dans ce cas, il est toujours constitué de la plaque glissante 35 de la figure 3b, mais celle-ci est recouverte d'une zone 36 à constante diélectrique supérieure à 1 dont la surface est celle d'un triangle isocèle par exemple dont la ligne médiane est parallèle à la direction de glissement de la plaque glissante 35.
  • En fait, il est nécessaire que la zone 36 soit connexe et à largeur continûment variable, par exemple croissante, de manière à créer un déphasage continûment variable par le glissement de la plaque glissante 35 sur la ligne d'alimentation 8.
  • Ainsi quand aucune partie du triangle ne recouvre la ligne 8, le déphasage créé est nul, dès que le sommet 37 commence à atteindre cette ligne 8, un léger déphasage apparaît et plus la quantité de surface du triangle 36 recouvre la ligne 8, plus le déphasage devient important. Les déphasages créés entre les ondes transmises par les lignes 8 et 9 ou 22 et 23 se retrouvent entre les polarisations croisées 10, 11 générées par les éléments rayonnants 2. Dans le cas où ce déphasage est égal à 90°, la polarisation de l'antenne est circulaire, si ce déphasage est égal à 0° ou 180° par exemple, cette polarisation est rectiligne et respectivement parallèle ou perpendiculaire par rapport à la direction d'alignement D des éléments rayonnants 2 de la figure 1a par exemple. Le déphaseur de la figure 3c permet de créer de nombreux autres types de polarisation. Les déphaseurs présentés par les figures 3a, 3b et 3c sont simples à mettre en oeuvre, peu couteux et s'adaptent bien à la plaque en diélectrique 1 sur laquelle sont imprimés les éléments rayonnants 2 de l'antenne selon l'invention.
  • L'antenne selon l'invention peut être réalisée en introduisant des variantes par rapport aux modes de réalisation possibles présentés précédemment. Les éléments rayonnants 2 carrés peuvent être alimentés suivant leurs lignes médianes au lieu d'être alimentés par leurs coins. Ces éléments rayonnants 2 carrés peuvent être remplacés par exemple par des éléments rayonnants dont la surface est ronde. Dans ce cas, les éléments rayonnants 2 sont préférentiellement excités par deux points de leur circonférence séparés de 90°. La liaison entre les deux faces de l'antenne peut se faire par une liaison coaxiale soudée. Il est possible par exemple d'ajouter une plaque supplémentaire parallèle à la plaque principale 1, cette plaque supplémentaire comportant des éléments rayonnants imprimés pour élargir la bande passante de l'antenne. Les déphaseurs présentés par les figures 3a, 3b et 3c peuvent être remplacés par d'autres dispositifs assurant les mêmes déphasages, à base de ferrites par exemple, ou électroniques utilisant des diodes notamment.

Claims (12)

  1. Antenne à multipolarisation, caractérisée en ce qu'elle comprend sur une même face d'une plaque principale (1), des éléments rayonnants (2) et un déphaseur (3), les éléments rayonnants (2) étant couplés à deux lignes d'alimentation (8, 9, 22, 23) reliées au déphaseur (3).
  2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments rayonnants (2) sont couplés en série aux lignes d'alimentations (8, 9).
  3. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments rayonnants (2) sont couplés en parallèle aux lignes d'alimentation (22, 23).
  4. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les éléments rayonnants (2) ont une surface carrée.
  5. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que deux des côtés des surfaces carrées étant parallèles aux lignes d'alimentation (8, 9, 221, 231), chaque élément rayonnants (2) est couplé aux lignes d'alimentation (8, 9, 221, 231) de manière à être excité par deux coins adjacents d'un côté perpendiculaires aux lignes d'alimentation (8, 9, 22, 23).
  6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que les éléments rayonnants (2) ont une surface ronde.
  7. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le couplage entre les éléments rayonnants (2) et les lignes d'alimentation (8, 9, 22, 23) est un couplage directif.
  8. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le déphaseur (3) est constitué d'une plaque (31) pivotant autour d'un axe de rotation (32) et comportant des zones (33, 34) dont la constante diélectrique relative est supérieure à 1, ces zones (33, 34) pouvant recouvrir une (8) au moins des deux lignes d'alimentation par rotation de la plaque pivotante (31).
  9. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le déphaseur (3) est constitué d'une plaque (35) glissant sur la plaque principale (1) transversalement par rapport à au moins une (8) des deux lignes d'alimentation et comportant des zones (33, 34) dont la constante diélectrique relative est supérieure à 1, ces zones (33, 34) pouvant recouvrir la ligne d'alimentation (8) par glissement de la plaque glissante (35).
  10. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que le déphaseur (3) est constitué d'une plaque (35) glissant sur la plaque principale (1) et comportant une zone (36) dont la constante diélectrique relative est supérieure à 1, cette zone étant connexe à largeur continûment variable de manière à créer un déphasage continûment variable par le glissement de la plaque glissante (35) sur au moins une (8) des deux lignes d'alimentation.
  11. Antenne selon la revendication 10, caractérisée en ce que la zone (36) a la surface d'un triangle isocèle dont la ligne médiane est parallèle à la direction de glissement de la plaque glissante (35).
  12. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre sur la même face de la plaque principale (1) un élément (5) de division d'énergie électromagnétique dont l'entrée est reliée à un point d'arrivée (4) et les sorties sont couplées au déphaseur (3).
EP19920403283 1991-12-13 1992-12-04 Antenne légère à multipolarisation Withdrawn EP0546901A1 (fr)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9115517A FR2685132B1 (fr) 1991-12-13 1991-12-13 Antenne legere a multipolarisation.
FR9115517 1991-12-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0546901A1 true EP0546901A1 (fr) 1993-06-16

Family

ID=9420040

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP19920403283 Withdrawn EP0546901A1 (fr) 1991-12-13 1992-12-04 Antenne légère à multipolarisation

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP0546901A1 (fr)
FR (1) FR2685132B1 (fr)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921177A (en) * 1973-04-17 1975-11-18 Ball Brothers Res Corp Microstrip antenna structures and arrays
US4737793A (en) * 1983-10-28 1988-04-12 Ball Corporation Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization
WO1989002662A1 (fr) * 1987-09-09 1989-03-23 Phasar Corporation Circuit modulaire a micro-ondes, tel qu'une antenne, et son procede de fabrication

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3921177A (en) * 1973-04-17 1975-11-18 Ball Brothers Res Corp Microstrip antenna structures and arrays
US4737793A (en) * 1983-10-28 1988-04-12 Ball Corporation Radio frequency antenna with controllably variable dual orthogonal polarization
WO1989002662A1 (fr) * 1987-09-09 1989-03-23 Phasar Corporation Circuit modulaire a micro-ondes, tel qu'une antenne, et son procede de fabrication

Also Published As

Publication number Publication date
FR2685132A1 (fr) 1993-06-18
FR2685132B1 (fr) 1994-02-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1865575B1 (fr) Antenne cylindrique à balayage électronique
EP2656438B1 (fr) Cellule rayonnante a deux etats de phase pour reseau transmetteur
EP2807702B1 (fr) Formateur multi-faisceaux à deux dimensions, antenne comportant un tel formateur multi-faisceaux et système de télécommunication par satellite comportant une telle antenne
EP0012055B1 (fr) Source primaire monopulse imprimée et antenne comportant une telle source
EP3577720B1 (fr) Antenne elementaire a dispositif rayonnant planaire
EP0600799A1 (fr) Antenne active à synthèse de polarisation variable
EP2710676B1 (fr) Element rayonnant pour antenne reseau active constituee de tuiles elementaires
EP3577721A1 (fr) Antenne elementaire a dispositif rayonnant planaire
FR3007215A1 (fr) Source pour antenne parabolique
FR2873236A1 (fr) Dispositif rayonnant omnidirectionnel large bande
EP1305846B1 (fr) Reflecteur hyperfrequence actif a bipolarisation, notamment pour antenne a balayage electronique
CA2808511C (fr) Antenne plane pour terminal fonctionnant en double polarisation circulaire, terminal aeroporte et systeme de telecommunication par satellite comportant au moins une telle antenne
EP0546901A1 (fr) Antenne légère à multipolarisation
EP1139484B1 (fr) Déphaseur hyperfréquence, et antenne à balayage électronique comportant de tels déphaseurs
EP3900113B1 (fr) Antenne microruban élémentaire et antenne réseau
FR2678438A1 (fr) Antenne reseau lineaire.
FR2755796A1 (fr) Alimentation pour une antenne de radar dans la bande des gigahertz
EP1286416B1 (fr) Fermeture et déphasage d&#39;une antenne
EP0762534A1 (fr) Procédé d&#39;élargissement du faisceau d&#39;une antenne stérique
FR2960100A1 (fr) Calibrations d&#39;une antenne electronique a balayage comportant un reseau d&#39;elements rayonnants
WO2023218008A1 (fr) Antenne faible profil à balayage electronique bidimensionnel
FR2762717A1 (fr) Source a deux voies pour antenne a optique focalisante
FR2751138A1 (fr) Antenne microruban a polarisations multiples, notamment antenne elementaire pour reseau de type dalle
FR2960101A1 (fr) Calibration d&#39;une antenne electronique a balayage comportant un reseau d&#39;elements rayonnants

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): DE GB IT

RAP3 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: THOMSON-CSF

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19931217