EP0860893A1 - Concentric set of microwave antennas - Google Patents

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EP0860893A1
EP0860893A1 EP98400436A EP98400436A EP0860893A1 EP 0860893 A1 EP0860893 A1 EP 0860893A1 EP 98400436 A EP98400436 A EP 98400436A EP 98400436 A EP98400436 A EP 98400436A EP 0860893 A1 EP0860893 A1 EP 0860893A1
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EP
European Patent Office
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antenna
characterized
ring
assembly according
housing
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Withdrawn
Application number
EP98400436A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Frédéric Croq
Hervé Legay
Thierry Rostan
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Alcatel SA
Original Assignee
Alcatel SA
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Publication date
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Priority to FR9702171 priority
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    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • HELECTRICITY
    • H01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/52Means for reducing coupling between antennas; Means for reducing coupling between an antenna and another structure
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    • HELECTRICITY
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    • HELECTRICITY
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    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
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    • H01Q5/40Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
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    • H01Q5/42Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more imbricated arrays

Abstract

Each ring is arranged in a location 25,26 of conductive material, with the quarter wave trap 28 fitted between the two locations. the quarter wave trap is limited on the one hand by the external wall of the location 25 of the closest antenna to the centre 14 and on the other hand by an internal wall 262 of the location 26 of the most distant antenna. these two walls are joined on a first side by a base and form an opening 29 issuing on the path of a leak current from the closest antenna to the centre. the external walls 25 of the location of the closest antenna to the centre 14 and those internal 262 of the location of the most distant antenna have an essentially cylindrical shape centred on the axis 12 of the assembly.

Description

L'invention est relative à un ensemble d'antennes d'émission ou de réception d'ondes du domaine des hyperfréquences. The invention relates to an antenna assembly for transmitting or receiving waves of the microwave field.

Pour un certain nombre d'applications, il est nécessaire d'émettre ou de recevoir des ondes hyperfréquences selon plusieurs bandes. For a number of applications, it is necessary to transmit or receive microwaves in several bands. En général, les antennes prévues pour une bande de fréquences ne sont pas optimisées pour une autre bande de fréquences. In general, the antennas provided to a band of frequencies are not optimized for a different frequency band. C'est pourquoi on prévoit habituellement une antenne par bande de fréquences. That is why there is typically a band of frequencies per antenna. Cependant, cette multiplication des antennes pose des problèmes d'encombrement, notamment pour les applications spatiales. However, the proliferation of antennas poses congestion problems, especially for space applications. Pour réduire l'encombrement, il est connu de disposer les antennes concentriquement, l'antenne centrale étant destinée aux fréquences les plus élevées. To save space, it is known to dispose the antennas concentrically, the central antenna being adapted to the higher frequencies.

L'invention part de la constatation que la pureté des signaux émis par un ensemble à au moins deux antennes concentriques n'est pas toujours satisfaisante et que l'origine de la perturbation se trouve dans la transmission de signaux de l'antenne centrale vers l'antenne périphérique. The invention starts from the observation that the purity of the transmitted signals by a set of at least two concentric antennas is not always satisfactory and that the origin of the disturbance is in the transmission of signals from the central antenna to the peripheral antenna.

L'invention est caractérisée en ce que, entre une antenne intérieure, par exemple centrale, et une antenne concentrique plus éloignée du centre, on prévoit un moyen pour empêcher ou atténuer la propagation des ondes de l'antenne intérieure vers l'autre antenne. The invention is characterized in that, between an indoor antenna, for example central, and a concentric antenna furthest from the center, there is provided a means to prevent or alleviate the wave propagation of the internal antenna to the other antenna.

Ledit moyen est par exemple un piège quart d'onde, accordé sur la longueur d'onde des signaux prévus pour l'antenne intérieure. Said means is for example a quarter-wave trap tuned to the wavelength of the signals provided to the internal antenna.

Dans un mode de réalisation, particulièrement simple, chaque antenne comporte un logement conducteur présentant des parois s'étendant de façon sensiblement parallèle à l'axe de l'antenne, le piège étant formé dans l'intervalle séparant la paroi extérieure du logement de l'antenne intérieure de la paroi interne du logement annulaire de l'antenne périphérique. In one embodiment, particularly simple, each antenna comprises a conductive housing having walls extending substantially parallel to the axis of the antenna, the trap being formed in the gap between the outer wall of the housing of inner antenna of the inner wall of the annular peripheral antenna housing. Dans ce cas, il suffit que l'intervalle ait une longueur, dans la direction de l'axe, d'environ le quart de la longueur d'onde des signaux à émettre par l'antenne intérieure. In this case, it is sufficient that the interval has a length in the direction of the axis, about a quarter of the signal wavelength to be transmitted by the internal antenna.

Ainsi, avec l'invention, on atténue la propagation des ondes de la cavité logeant l'antenne intérieure vers la cavité logeant l'autre antenne. Thus, with the invention, attenuates the propagation of waves from the cavity housing the internal antenna to the cavity housing the other antenna. On limite ainsi l'origine du rayonnement de l'antenne de bande supérieure. This limits the source of radiation of the higher-band antenna.

La paroi extérieure du logement de l'antenne intérieure forme, dans une réalisation, une pièce d'un seul tenant avec la paroi intérieure du logement de l'antenne périphérique. The outer wall of the housing of the internal antenna form, in one embodiment, one piece integrally with the inner wall of the housing of the device antenna. Ces deux parois en une seule pièce délimitent un volume torique fermé d'un côté et ouvert de l'autre. These two walls in one piece define a volume-ring closed at one end and open on the other. Dans le fond de ce volume torique, on peut disposer une couronne conductrice pour ajuster la longueur du piège. In the bottom of this volume-ring, may be disposed a conductive ring for adjusting the length of the trap.

L'invention n'est pas limitée à l'association de deux antennes concentriques. The invention is not limited to the association of two concentric antennas. Dans une réalisation, on prévoit des antennes concentriques supplémentaires, et entre deux antennes adjacentes, on prévoit un moyen pour empêcher la transmission des signaux à la fréquence de l'antenne la plus intérieure vers l'antenne la plus extérieure. In one embodiment, provides additional concentric antennae, and between two adjacent antennas is provided a means for preventing the transmission of signals at the frequency of the innermost antenna to the outermost antenna.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaítront avec la description de certains de ses modes de réalisation, celle-ci étant effectuée en se référant aux dessins ci-annexés sur lesquels : Other features and advantages of the invention appear from the description of some of its embodiments, this being given with reference to the accompanying drawings in which:

  • la figure 1 est un schéma en coupe d'une antenne selon l'invention, utilisable pour deux bandes de fréquences, Figure 1 is a sectional diagram of an antenna according to the invention, suitable for two frequency bands,
  • les figures 1a, 1b et 1c sont des diagrammes mettant en évidence des avantages de l'antenne de la figure 1, Figures 1a, 1b and 1c are diagrams showing the advantages of the antenna of Figure 1,
  • la figure 2 est un schéma en plan d'un anneau d'une antenne conforme à l'invention, Figure 2 is a schematic plan view of a ring of an antenna according to the invention,
  • la figure 3 est un schéma en plan des deux anneaux d'une antenne selon l'invention, mais pour un autre mode de réalisation, Figure 3 is a plan diagram of the two rings of an antenna according to the invention, but for another embodiment,
  • la figure 4 est un schéma en perspective éclatée d'une antenne du type de celle de la figure 1, Figure 4 is a schematic exploded perspective view of an antenna of the type shown in Figure 1,
  • la figure 5 est un schéma électrique d'alimentation d'un anneau de l'antenne de la figure 4, Figure 5 is an electrical diagram for feeding a ring of the antenna of Figure 4,
  • la figure 6 est un schéma correspondant à un mode de réalisation de la figure 5, Figure 6 is a diagram corresponding to one embodiment of Figure 5,
  • la figure 7 est un schéma correspondant aussi à un mode de réalisation de la figure 5, Figure 7 is also a diagram corresponding to one embodiment of Figure 5,
  • la figure 8 est un schéma simplifié correspondant à celui de la figure 1, mais pour une variante, et Figure 8 is a schematic diagram corresponding to that of Figure 1, but for a variant, and
  • la figure 9 est un schéma en plan d'un anneau pour une variante. Figure 9 is a schematic of a ring map to a variant.

L'antenne représentée sur la figure 1 est destinée à recevoir ou émettre des signaux hyperfréquences selon deux bandes, à savoir, d'une part, la bande S à 2 GHz et, d'autre part, la bande UHF à 400 MHz. The antenna shown in Figure 1 is intended to receive or transmit microwave signals in two bands, namely, on the one hand, the S-band at 2 GHz and, on the other hand, the UHF band 400 MHz.

Cette antenne est principalement destinée à être implantée sur des satellites de petite taille, tels que des satellites affectés à la localisation d'objets ou pour des missions de mesure ou de télécommande avec des satellites conventionnels. The antenna is primarily intended to be implanted on small satellites, such as satellites allocated to the location of objects or measuring tasks or remote with conventional satellites. Du fait de cette application, elle doit présenter un encombrement réduit, une large couverture angulaire pour les deux bandes de fréquences ainsi qu'une polarisation circulaire avec un taux d'ellipticité convenable sur cette large couverture angulaire, notamment pour les orientations les plus éloignées de l'axe. Due to this application, it must have a small size, a wide angular coverage for two frequency bands and a circular polarization with an ellipticity suitable rate on that wide angular coverage, particularly for the more distant directions axis.

L'antenne 10 représentée sur la figure 1 est du type combiné. The 10 shown in Figure 1 is of the combined type antenna. Elle est formée par l'association de deux antennes planaires concentriques, respectivement 14 et 16. Chacune des antennes 14 et 16 et l'ensemble 10 présentent un axe 12 de symétrie de rotation. It is formed by the association of two concentric planar antennas, respectively 14 and 16. Each of the antennas 14 and 16 and the assembly 10 have an axis 12 of rotational symmetry. L'antenne centrale 14, de plus petites dimensions, est destinée à la bande S à 2 GHz et l'antenne extérieure 16, de plus grandes dimensions, est destinée à la bande UHF à 400 MHz. The central antenna 14, of smaller size, is intended for the S 2 GHz band and the external antenna 16 with larger dimensions, is intended for the UHF band at 400 MHz.

Chacune des antennes individuelles 14, 16 comporte un substrat diélectrique, respectivement 18 et 20, sur lequel est déposé un anneau conducteur, respectivement 22 et 24. Les deux anneaux 22 et 24 sont centrés sur l'axe 12. Each of the individual antennas 14, 16 includes a dielectric substrate, respectively 18 and 20, on which is deposited a conductive ring, respectively 22 and 24. The two rings 22 and 24 are centered on the axis 12.

Des exemples de réalisation des anneaux conducteurs 22 et 24 seront décrits ci-après en relation avec les figures 2 et 3. Exemplary embodiments of conductive rings 22 and 24 will hereinafter be described in connection with Figures 2 and 3.

Chacun des substrats est enfermé dans un logement métallique de forme cylindrique d'axe 12. Le logement pour l'antenne 14 a la référence 25 et le logement pour l'antenne 16 a la référence 26. Ce dernier logement est limité, d'une part, par une paroi extérieure cylindrique 26 1 et, d'autre part, par une paroi cylindrique intérieure 26 2 à faible distance de la paroi du logement 25. Each of the substrates is enclosed in a metal housing of cylindrical form of axis 12. The slot antenna 14 has the reference 25 and housing for the antenna 16 has the reference 26. This housing is limited, a hand, by a cylindrical outer wall 26 1 and on the other hand, by an inner cylindrical wall 26 2 in a small distance from the housing wall 25.

L'espace 28 ménagé entre la paroi du logement 25 et la paroi 26 2 a une longueur (dans la direction de l'axe 12) égale au quart de la longueur des ondes en bande S, c'est-à-dire 35 mm environ. The space 28 provided between the housing wall 25 and the wall 26 2 has a length (in the direction of the axis 12) equal to a quarter of the wave length of the S-band, that is to say 35 mm about. Il est ouvert, en 29, du côté où se produit l'émission. It is open, at 29, on the side where the issue occurs. Il constitue un piège destiné à empêcher la propagation des courants de fuite de l'anneau 22 vers l'anneau 24. It constitutes a trap for preventing the propagation of the ring leakage current 22 towards the ring 24.

Un anneau métallique de remplissage 36 peut être disposé au fond de l'espace 28 pour ajuster la longueur (parallèlement à l'axe 12) de cet espace 28 afin qu'elle soit égale au quart de la longueur d'onde de la bande S. A metal filling ring 36 may be disposed at the bottom of the space 28 to adjust the length (parallel to the axis 12) of this space 28 to be equal to a quarter of the S-band wavelength .

Les parois 25 et 26 2 peuvent être formées à partir de la même feuille de métal. The walls 25 and 26 2 may be formed from the same metal sheet.

Autour du logement 26, sensiblement dans le plan de l'anneau 24, et donc perpendiculaire à l'axe 12, se trouve un anneau ou couronne métallique 30. Around the casing 26, substantially in the ring plane 24, and therefore perpendicular to the axis 12, is a metal ring or ring 30.

Le rebord intérieur 32 de la couronne 30 se raccorde à une jupe 34 s'éloignant, d'une part, de la couronne 30 en direction du fond du logement 26 et, d'autre part, de l'axe 12. Dans un exemple l'angle formé, dans le plan de la figure 1, par le plan de la couronne 30 et la jupe 34 est de l'ordre de 45°. The inner flange 32 of the ring 30 connects to a skirt 34 away, on the one hand, of the ring 30 toward the housing bottom 26 and, on the other hand, the axis 12. In one example the angle in the plane of Figure 1, by the plane of the ring 30 and the skirt 34 is of the order of 45 °.

L'anneau 22 rayonne dans un cône d'axe 12 de demi-angle au sommet  égal à environ 60°. The ring 22 radiates in a cone with an axis 12 of half-angle at the apex  equal to about 60 °. Il subsiste cependant un rayonnement extérieur à ce cône. However, there remains a radiation outside this cone. La couronne 30 a pour but de diffracter les ondes déviées vers l'extérieur afin d'augmenter l'omnidirectionnalité de l'antenne 14. The ring 30 is intended to diffract waves deflected outwardly to increase the omnidirectionality of the antenna 14.

Cependant, on a constaté que la couronne 30 avait tendance à dégrader la polarisation circulaire du rayonnement, c'est-à-dire à dégrader le taux d'ellipticité. However, it was found that the ring 30 tended to degrade the circular polarization of the radiation, that is to say to degrade the ellipticity. L'expérience a montré que la jupe 34 permettait de conserver un taux d'ellipticité des ondes à polarisation circulaire proche de 1, surtout pour les directions formant un grand angle avec l'axe 12. Experience has shown that the skirt 34 allow to maintain a axial ratio of circularly polarized wave close to 1, especially in directions forming large angle to the axis 12.

Le taux d'ellipticité peut être réglé empiriquement en faisant varier l'orientation de la jupe 34, c'est-à-dire l'angle qu'elle forme avec le plan de la couronne 30 ainsi qu'en faisant varier ses dimensions. The ellipticity ratio can be set empirically by varying the orientation of the skirt 34, that is to say the angle it forms with the plane of the ring 30 and by varying its dimensions.

L'arête extérieure 34 1 de la jupe 34 est plus éloignée de l'axe 12 que l'arête extérieure 30 1 de la couronne 30. The outer edge 34 1 of the skirt 34 is further from the axis 12 than the outer edge 30 1 of the ring 30.

Dans un exemple, le diamètre intérieur de la couronne 30 est de 256 mm, son diamètre extérieur de 300 mm, tandis que le diamètre extérieur de la jupe 34 - qui a une forme générale tronconique - est de 348 mm. In one example, the inner diameter of the ring 30 is 256 mm, its outside diameter is 300 mm, while the outer diameter of the skirt 34 - which has a frustoconical general shape - is 348 mm.

On pense que la jupe 34 crée une diffraction des ondes en bande S qui s'oppose à l'effet négatif de la couronne diffractante 30 sur le taux d'ellipticité des ondes en bande S. It is believed that the skirt 34 creates a diffraction S-band wave which opposes the negative effect of the diffracting ring 30 of the axial ratio of the waves in band S.

Il est à noter que les logements ou cavités 25 et 26 contribuent à symétriser le diagramme de rayonnement autour de l'axe 12 et à améliorer le taux d'ellipticité. It should be noted that the housings or cavities 25 and 26 contribute to the radiation pattern symmetrical about the axis 12 and to improve the axial ratio.

Dans l'exemple, les substrats diélectriques 18 et 20 présentent une permittivité diélectrique relative ε r de l'ordre de 2,5. In the example, the dielectric substrates 18 and 20 have a relative dielectric permittivity ε r of about 2.5. Comme indiqué ci-dessus, plus cette permittivité diélectrique est élevée, plus les dimensions des antennes peuvent être réduites. As indicated above, the more dielectric permittivity, the higher the antenna size can be reduced. Cependant, l'augmentation de la constante diélectrique est défavorable au maintien de la polarisation circulaire. However, the increase of the dielectric constant is unfavorable to the maintenance of circular polarization. C'est pourquoi, dans l'exemple, la constante ε r ne dépasse pas la valeur 2,5. Therefore, in the example, the constant ε r does not exceed the value 2.5.

Les figures 1a, 1b et 1c sont des diagrammes permettant de mettre en évidence les avantages, d'une part, du piège quart d'onde constitué par l'espace annulaire 28 et, d'autre part, des éléments diffractants 30 et 34. Figures 1a, 1b and 1c are diagrams to highlight the advantages, firstly, the quarter-wave trap constituted by the annular space 28 and, on the other hand, diffractive elements 30 and 34.

Sur chacun de ces diagrammes, on a porté en abscisses, l'élévation  (en degrés), c'est-à-dire le demi-angle du cône d'émission d'axe 12, et en ordonnées, les amplitudes en décibels des rayonnements en polarisation normale et en polarisation croisée. In each of these diagrams, is plotted on the abscissa, the  elevation (in degrees), that is to say the half angle of the cone emission axis 12 and the ordinate the amplitude in decibels radiation in normal polarization and cross-polarization.

La figure 1a est un diagramme pour une antenne analogue à celle de la figure 1 mais dépourvue, d'une part, du piège quart d'onde 28 et, d'autre part, des éléments diffractants 30 et 34. 1a is a diagram for an antenna similar to that of Figure 1 but lacking the one hand, the quarter wave trap 28 and, on the other hand, diffraction elements 30 and 34.

La courbe 40 correspond à la polarisation normale et les courbes 41 correspondent à la polarisation croisée. The curve 40 corresponds to the normal bias and curves 41 correspond to the cross-polarization. La pureté de la polarisation circulaire est d'autant plus grande qu'est grand l'écart entre les courbes 40 et 41. On voit ainsi que pour un angle  de 0°, c'est-à-dire selon l'axe 12, l'émission est selon une polarisation circulaire. The purity of the circular polarization is much greater what large the difference between curves 40 and 41. It is thus seen that for a  angle of 0 °, that is to say along the axis 12 , transmission is according to a circular polarization. Par contre, quand on s'éloigne de l'axe 12, la polarisation circulaire se dégrade notablement. For against, when the distance from the axis 12, the circular polarization is degraded significantly.

En outre, l'émission s'affaiblit sensiblement dès qu'on s'éloigne de l'axe 12. In addition, the emission substantially weakens with distance from the axis 12.

La figure 1b correspond à une antenne analogue à celle de la figure 1, avec un piège 28 quart d'onde, cependant dépourvue des éléments diffractants 30 et 34. Figure 1b corresponds to a similar antenna to that of Figure 1, with a quarter-wave trap 28, however without diffraction elements 30 and 34.

On constate que l'omnidirectionnalité ainsi que la pureté de polarisation circulaire sont améliorés par rapport au cas de la figure la. It is noted that the omnidirectional and circular polarization purity are improved compared to the case of FIG. Toutefois, la pureté de polarisation circulaire n'est pas entièrement satisfaisante entre 30° et 60°, la distance entre les courbes 41 1 et 40 1 restant relativement faible. However, the circular polarization purity is not entirely satisfactory between 30 ° and 60 °, the distance between the curves 41 1 and 40 1 remaining relatively low.

Le diagramme de la figure 1c correspond à l'antenne représentée sur la figure 1, avec un piège quart d'onde 28, la couronne 30 et la jupe 34. On constate, par rapport à la figure 1b, que l'omnidirectionnalité est tout à fait satisfaisante jusqu'à un angle  de 60°. The diagram of Figure 1c corresponds to the antenna shown in Figure 1, with a quarter-wave trap 28, the crown 30 and the skirt 34. It is noted with respect to Figure 1b, the omnidirectionality is satisfactory  to a 60 ° angle. En outre, la pureté de polarisation circulaire est nettement améliorée entre les angles 30° et 60°, la distance entre les courbes 40 2 et 41 2 étant sensiblement plus importante. In addition, the circular polarization purity is greatly improved between the angles 30 ° and 60 °, the distance between the curves 40 2 and 41 2 being significantly higher.

Selon une disposition de l'invention, la compacité de l'antenne est augmentée en conférant une forme crénelée ou en méandres aux anneaux 22 et 24. According to one embodiment of the invention, the compactness of the antenna is increased by imparting a square wave or meander to the rings 22 and 24.

Dans l'exemple de la figure 2, l'anneau 22 comporte, régulièrement répartis autour de l'axe 12, huit segments internes 46 1 à 46 8 alternés avec huit segments externes 48 1 à 48 8 . In the example of Figure 2, the ring 22 includes, regularly distributed around the axis 12, eight internal segments 46 1 to 46 8 alternated with eight external segments 48 1 to 48 8. Ces segments 46 et 48 en forme d'arcs de cercles se raccordent à leurs extrémités par des segments rectilignes 50, de directions radiales. These segments 46 and 48 in the form of circular arcs are connected at their ends by rectilinear segments 50, radial directions. Ainsi, les segments radiaux sont, dans cet exemple, au nombre de seize. Thus, the radial segments, in this example, sixteen in number. Bien que non représenté sur la figure 2, l'anneau 24 est homothétique de l'anneau 22. Although not shown in Figure 2, the ring 24 is homothetic to the ring 22.

Dans l'exemple de la figure 3, on prévoit, pour les antennes S 22' et UHF 24', quatre segments internes et quatre segments externes. In the example of Figure 3, there is provided, for antennas S 22 'and UHF 24', four inner segments and four external segments.

La longueur d'onde guidée du rayonnement à transmettre est directement proportionnelle à la longueur électrique de l'anneau de l'antenne résonnante 14 (14') ou 16 (16'). The guided wavelength of the radiation to be transmitted is directly proportional to the electrical length of the ring resonator of the antenna 14 (14 ') or 16 (16'). Cette longueur électrique est égale à la somme des longueurs de tous les segments 46, 48 et 50. This electrical length is equal to the sum of lengths of all the segments 46, 48 and 50.

Ainsi, pour une même longueur d'onde guidée, c'est-à-dire pour une même fréquence, une antenne selon l'invention présente un encombrement plus réduit qu'une antenne ayant une forme simplement circulaire. Thus, for the same guided wavelength, that is to say for the same frequency, an antenna according to the invention has a smaller footprint than a antenna having a simple circular shape. En effet, on constate que, par rapport à un anneau circulaire ayant le même diamètre que le cercle sur lequel sont disposés les segments 48, la longueur électrique est augmentée d'environ la somme des longueurs des segments 50. Indeed, it is found that, with respect to a circular ring having the same diameter as the circle on which are located the segments 48, the electrical length is increased by about the sum of the lengths of the segments 50.

Cependant, on a constaté que plus la longueur des segments 50 est grande et plus le rendement de l'antenne diminue. However, it was found that over the length of the segments 50 and the larger antenna efficiency decreases. L'impédance de rayonnement de l'antenne diminue car le ruban métallique masque davantage l'ouverture ; The antenna radiation impedance decreases because the metal strip more mask opening; ainsi, la proportion d'énergie dissipée dans le conducteur ou le diélectrique est plus importante. thus, the dissipated energy proportion in the conductive or dielectric is larger. Il est donc préférable que le rapport entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur soit au plus de l'ordre de deux. It is therefore preferable that the ratio between the outside diameter and the inside diameter is at most about two.

Par ailleurs, on a observé que la présence des segments 50 de directions radiales n'altérait pratiquement pas le taux d'ellipticité de la polarisation du rayonnement. Furthermore, it was observed that the presence of 50 of radial directions segments not substantially alter the ellipticity of the polarization of the radiation. En effet, un segment de direction radiale a aussi pour inconvénient de perturber le taux d'ellipticité. Indeed, a radial direction of segment also has the drawback of disturbing the axial ratio. Toutefois, on pense que c'est la succession de segments parcourus par des courants en sens contraires qui compense l'effet négatif sur le taux d'ellipticité. However, it is believed that it is the succession of segments traversed by currents in opposite directions which compensates the negative effect on the axial ratio.

Il faut donc prendre garde à disposer ces segments de façon telle que l'on obtienne cette compensation. We must therefore be careful to arrange these segments so that we get this compensation.

La figure 4 montre, en perspective éclatée, les divers éléments constitutifs de l'antenne combinée avec des anneaux 22' et 24' du type de ceux de la figure 3. 4 shows, in exploded perspective, the various components of the combined antenna with rings 22 'and 24' of the type of Figure 3.

Comme on peut le voir sur cette figure, la couronne 30 et la jupe 34 inclinée à 45° constituent une pièce d'un seul tenant 50. As can be seen in this figure, the ring 30 and the skirt 34 inclined at 45 ° constitute a part 50 integrally.

Les anneaux 24' et 22' sont réalisés par gravure sur des substrats diélectriques, respectivement 18 et 20, en un matériau dénommé "polypenco". The rings 24 'and 22' are formed by etching on dielectric substrates, respectively 18 and 20, a material called "polypenco". Sur la figure 4, on a représenté les anneaux 22' et 24' séparés des substrats 18 et 20 ; In Figure 4, the rings shows 22 'and 24' separated substrates 18 and 20; mais il va de soi que ces anneaux sont déposés sur les substrats respectifs 18 et 20. but it goes without saying that these rings are deposited on the respective substrates 18 and 20.

Entre le fond 52 du logement 25 et le substrat 18 est disposé un répartiteur 54 qui sera décrit plus loin en relation avec les figures 5 à 7. Between the bottom 52 of the housing 25 and the substrate 18 is arranged a distributor 54 which will be described later in connection with Figures 5 to 7.

Un câble coaxial 60 traverse le fond 52 du logement 25 pour amener le signal d'excitation au répartiteur 54. Le rôle de ce dernier est de répartir, avec des déphasages appropriés, le signal d'excitation entre les quatre segments extérieurs 48' de l'anneau 14'. A coaxial cable 60 passes through the bottom 52 of the housing 25 to cause the excitation signal to the splitter 54. The role of the latter is spread with appropriate phase shifts, the excitation signal among the four outer segments 48 'of the ring 14 '.

De même, entre le fond 56 du logement 26 et le diélectrique 20, est disposé un répartiteur 58. Similarly, between the bottom 56 of the housing 26 and the dielectric 20, is arranged a distributor 58.

Un câble coaxial 62 traverse le fond 56 pour amener le signal d'excitation UHF vers le répartiteur 58 qui distribue, avec des déphasages appropriés, ce signal d'excitation entre les quatre segments extérieurs de l'anneau 24'. A coaxial cable 62 passes through the bottom 56 to move the UHF excitation signal to the distributor 58 which distributes, with appropriate phase shifts, this excitation signal among the four outer segments of the ring 24 '.

Les figures 5, 6 et 7 représentent le répartiteur 54. Figures 5, 6 and 7 show the dispatcher 54.

Les circuits 64, représentés sur les figures 5 et 6, permettent, à partir du signal d'excitation fourni par le coaxial 60, d'obtenir une polarisation circulaire. The circuits 64, shown in Figures 5 and 6, make it possible, from the excitation signal supplied by the coaxial 60, to obtain a circular polarization. A cet effet, ils alimentent les quatre segments extérieurs 48' avec des déphasages successifs de 90°. For this purpose, they feed the four outer segments 48 'with successive phase-shift of 90 °.

Le signal amené par le coaxial 60 est appliqué sur une entrée 66 qui, comme montré sur la figure 5, est connectée à l'entrée d'un déphaseur 70 de 180° par l'intermédiaire d'un transformateur 68. La sortie 70 1 sans déphasage du déphaseur 70 est reliée à un port 74 qui est connecté lui-même à un déphaseur 78 de 90° par l'intermédiaire d'un transformateur 76. La sortie 70 2 à déphasage de 180° du déphaseur 70 est reliée à un autre port 80, lequel est connecté à un second déphaseur 84 de 90° par l'intermédiaire d'un transformateur 82. The signal supplied through the coaxial 60 is applied to an input 66 which, as shown in Figure 5, is connected to the input of a phase shifter 70 to 180 ° via a transformer 68. The output 70 1 without phase shift of the phase shifter 70 is connected to a port 74 which is itself connected to a phase shifter 78 by 90 ° by means of a transformer 76. the output 70 2 in 180 ° phase shift of the phase shifter 70 is connected to a another port 80, which is connected to a second phase shifter 84 by 90 ° via a transformer 82.

La sortie 78 1 sans déphasage du déphaseur 78 est reliée à une première sortie 90 1 du circuit 64 par l'intermédiaire d'un transformateur 86 et d'un adaptateur 88. La sortie 90 1 est connectée à un premier segment extérieur de l'anneau 22'. The output 78 1 without phase shift of the phase shifter 78 is connected to a first output 90 1 of the circuit 64 via a transformer 86 and an adapter 88. The outlet 90 1 is connected to a first outer segment of the ring 22 '.

De même, la sortie 78 2 de déphasage 90° du déphaseur 78 est reliée à une seconde sortie 90 2 , par l'intermédiaire d'un autre transformateur et d'un autre adaptateur. Similarly, the output 78 2 of 90 ° phase shift of the phase shifter 78 is connected to a second output 90 2, via another transformer and another adapter. La sortie 90 2 est reliée à un second segment extérieur de l'anneau 22'. The output 90 2 is connected to a second outer segment of the ring 22 '.

La sortie sans déphasage 84 1 du déphaseur 84 est reliée à la troisième sortie 90 3 par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un adaptateur. The output without phase 84 one of the phase shifter 84 is connected to the third output 90 3 via a transformer and an adapter. Cette sortie 90 3 est reliée à un troisième segment extérieur de l'anneau 22'. This output 90 3 is connected to a third outer segment of the ring 22 '.

Enfin, la sortie 84 2 de déphasage de 90° du déphaseur 84 est reliée à la quatrième sortie 90 4 du circuit 64 par l'intermédiaire d'un transformateur et d'un adaptateur. Finally, the output 84 2 of 90 ° phase shift of the phase shifter 84 is connected to the fourth output 90 4 of the circuit 64 through a transformer and an adapter. Cette sortie 90 4 est reliée à un quatrième segment extérieur de l'anneau 22'. This output 90 4 is connected to a fourth outer segment of the ring 22 '.

Le signal sur la sortie 90 1 est en phase avec le signal d'entrée sur le premier port 66, tandis que les signaux sur les sorties 90 2 , 90 3 et 90 4 sont déphasés respectivement de 90°, 180° et 270° par rapport au signal d'entrée. The signal on the output 90 1 is in phase with the input signal on the first port 66, while the signals on the outputs 90 2, 90 3 and 90 4 are phase-shifted by 90 °, 180 ° and 270 ° relative to the input signal.

Les divers éléments du circuit de la figure 5 sont réalisés à l'aide de découpes métalliques représentées sur la figure 6. Sur cette dernière, on a indiqué les mêmes éléments que ceux de la figure 5, avec les mêmes chiffres de références. The various elements of the circuit of Figure 5 are made using metal blanks shown in Figure 6. In the latter, it was reported the same elements as those of FIG 5, with the same reference numerals.

Les sorties 90 1 à 90 4 se trouvent à la périphérie des découpes et régulièrement réparties; The outputs 90 1 to 90 4 are located in the periphery and regularly distributed cutouts; ces sorties sont au droit des segments extérieurs de l'anneau 22' auxquels elles sont raccordées. these outputs are to the right of the outer segments of the ring 22 'to which they are connected.

Comme on peut le voir sur la figure 7, les découpes métalliques sont en sandwich entre des diélectriques répartiteurs, respectivement 102 et 104. As can be seen in Figure 7, the metal blanks are sandwiched between dielectric splitters, 102 and 104 respectively.

La connexion de chaque sortie 90 du circuit 64 au segment extérieur correspondant de l'anneau s'effectue par l'intermédiaire d'une sonde 92. On prévoit donc quatre sondes. Connecting each output 90 of circuit 64 to the outer ring segment of matching is carried out via a probe 92. It is thus provided four probes. Sur la figure 7, on a représenté la sonde 92 1 . In Figure 7, there is shown the probe 92 1.

Le répartiteur 64, 102, 104 est enfermé dans un logement métallique 106 constituant un piège empêchant l'excitation d'ondes de surface sur le répartiteur. The dispatcher 64, 102, 104 is enclosed in a metal housing 106 constituting a trap preventing the excitation of surface waves on the tundish.

En variante, à la place de rubans, ou découpes métalliques, le circuit 64 est réalisé à l'aide de gravures métalliques sur un substrat. Alternatively, instead of ribbons, or metal cuttings, the circuit 64 is carried out using metal prints on a substrate.

Dans l'exemple représenté sur la figure 8, on prévoit trois antennes concentriques, respectivement 110, pour l'antenne centrale, 112 pour l'antenne intermédiaire et 114 pour l'antenne la plus extérieure. In the example shown in Figure 8, there is provided three concentric antennas, respectively 110, to the central antenna 112 via antenna 114 and to the outermost antenna.

Comme dans la réalisation représentée sur la figure 1, une couronne 30 de diffraction entoure l'antenne la plus extérieure et cette couronne 30 est solidaire d'une jupe 34 orientée sensiblement à 45° par rapport au plan de la couronne 30. Également comme dans la réalisation de la figure 1, un piège quart d'onde 28 empêche la propagation d'un courant de fuite de la cavité excitée vers les cavités environnantes. As in the embodiment shown in Figure 1, a diffraction ring 30 surrounds the outermost antenna and the crown 30 is integral with a skirt 34 oriented at substantially 45 ° relative to the plane of the ring 30. Also as in the embodiment of Figure 1, a quarter-wave trap 28 prevents the spread of a leakage current of the excited cavity to the surrounding cavities. De façon analogue, un piège quart d'onde 116 empêche la propagation d'un courant de fuite vers l'antenne 114. Similarly, a quarter-wave trap 116 prevents the spread of a leakage current to the antenna 114.

Le piège 116 est de longueur (selon l'axe) plus grande que le piège 28 car il est destiné à éliminer des longueurs d'onde plus grandes, celles des signaux émis par l'antenne 112. The trap 116 is of length (along the axis) than the trap 28 since it is intended to remove larger wavelengths, those signals transmitted by the antenna 112.

Bien entendu, on peut prévoir un nombre d'antennes concentriques supérieur à trois. Of course, one can provide a number of concentric antennas greater than three.

Bien que les exemples décrits ci-dessus concernent des antennes à anneaux résonnants formés par un conducteur métallique, on comprend aisément que l'invention s'applique aussi à une antenne réalisée par une fente dans un conducteur. Although the above-described examples relate to antennas resonant rings formed by a metallic conductor, it is readily understood that the invention applies also to an antenna formed by a slot in a conductor. Pour certaines applications, notamment celles pour lesquelles l'échauffement doit être minimisé, cette réalisation à fente sera préférée. For some applications, especially those where the warm-up should be minimized, this realization slot will be preferred.

La variante représentée sur la figure 9 représente une cavité annulaire résonnante qui s'applique plus particulièrement à une antenne à fente. The variant shown in Figure 9 shows a resonant ring cavity which applies more particularly to a slot antenna. Toutefois, cet exemple pourrait s'appliquer aussi à une antenne à anneau résonnant formé par un conducteur métallique. However, this example could also apply to a resonant ring antenna formed by a metallic conductor.

L'anneau 130 est constitué par une fente 132 dans un conducteur métallique 134. Cet anneau 130 forme des méandres ayant chacun sensiblement la forme d'un pétale. The ring 130 is formed by a slot 132 in a metal lead 134. This ring 130 meanders each having substantially the shape of a petal. Le nombre de pétales est, dans cette réalisation, égal à 8. The number of petals, in this embodiment, equal to 8.

Bien que dans les exemples décrits ci-dessus, l'excitation soit réalisée sur les segments extérieurs à l'aide d'un câble coaxial, on peut également prévoir une excitation par couplage de proximité avec une ligne microruban ou avec une fente dans le plan de masse, c'est-à-dire dans un fond de cavité. Although in the examples described above, the excitation is carried out on the outer segments using a coaxial cable, provision may also be excitation by proximity coupling with a microstrip line or a slot in the plane mass, that is to say in a cavity bottom.

Claims (9)

  1. Ensemble à deux antennes concentriques pour deux bandes de fréquences du domaine des hyperfréquences, caractérisé en ce qu'il comporte, entre les deux antennes concentriques (14, 16), un moyen (28) pour éliminer ou atténuer la propagation des ondes de l'antenne la plus proche du centre (14) vers l'antenne plus éloignée (16). Together with two concentric antennas for two frequency bands of the microwave field, characterized in that it comprises, between the two concentric antennas (14, 16), means (28) to minimize or eliminate the propagation of waves of nearest the antenna center (14) to the more remote antenna (16).
  2. Ensemble selon la revendication 1, caractérisé en ce que le moyen d'atténuation est un piège du type quart d'onde pour les ondes de l'antenne la plus proche du centre (14). An assembly according to claim 1, characterized in that the attenuating means is a trap of the quarter-wave type for the waves of the antenna closest to the center (14).
  3. Ensemble selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que chaque antenne étant disposée dans un logement (25, 26) en matériau conducteur, le moyen d'atténuation (28) est ménagé entre les deux logements. An assembly according to claim 1 or 2, characterized in that each antenna being disposed in a housing (25, 26) of conductive material, the attenuating means (28) is provided between the two housings.
  4. Ensemble selon les revendications 2 et 3, caractérisé en ce que le moyen d'atténuation est limité, d'une part, par une paroi extérieure du logement (25) de l'antenne la plus proche du centre (14), et d'autre part, par une paroi intérieure (26 2 ) du logement (26) de l'antenne plus éloignée, et en ce que ces deux parois se raccordent d'un premier côté par un fond (27), et ménagent une ouverture (29) de l'autre côté de cette ouverture débouchant sur le parcours d'un courant de fuite de l'antenne la plus proche du centre. An assembly according to claims 2 and 3, characterized in that the attenuating means is limited, on the one hand, by an outer wall of the housing (25) of the antenna closest to the center (14), and on the other hand, by an inner wall (26 2) of the housing (26) of the more remote antenna, and in that these two walls are joined on one side by a bottom (27), and spare an opening (29 ) of the other side of the aperture opening onto the path of a leakage current of the closest antenna to the center.
  5. Ensemble selon la revendication 4, caractérisé en ce que lesdites parois externe (25) du logement de l'antenne la plus proche du centre (14) et interne (26 2 ) du logement de l'antenne plus éloignée ont une forme sensiblement cylindrique centrée sur l'axe (12) de l'ensemble. An assembly according to claim 4, characterized in that said outer walls (25) of the housing closest to the antenna center (14) and internal (26 2) of the housing of the furthest antenna have a substantially cylindrical shape centered on the axis (12) of the assembly.
  6. Ensemble selon la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce qu'au fond (27) de l'intervalle (28) séparant lesdites parois, est disposée une couronne conductrice (36) de façon à ajuster la longueur de cet intervalle à environ le quart de la longueur d'onde des signaux à émettre par l'antenne (14) la plus proche du centre. An assembly according to claim 4 or 5, characterized in that at the bottom (27) of the gap (28) between said walls, is disposed a conductive ring (36) so as to adjust the length of this interval to about a quarter of the wavelength of the signals to be transmitted by the antenna (14) closest to the center.
  7. Ensemble selon l'une quelconque des revendications 3 à 6, caractérisé en ce que chaque antenne (14, 16) est du type résonnant avec un élément rayonnant (22, 24) disposé sur un diélectrique (18, 20) disposé à l'intérieur du logement correspondant (25, 26). An assembly according to any one of claims 3 to 6, characterized in that each antenna (14, 16) is of the resonance type with a radiating element (22, 24) disposed on a dielectric (18, 20) disposed within of the corresponding housing (25, 26).
  8. Ensemble selon la revendication 7, caractérisé en ce que lesdits éléments rayonnants sont sensiblement dans un même plan. An assembly according to claim 7, characterized in that said radiating elements are substantially in the same plane.
  9. Ensemble selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que chacun des éléments rayonnants a sensiblement la forme d'un anneau. An assembly according to claim 7 or 8, characterized in that each of said radiating elements has substantially the shape of a ring.
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