EP0978898A1 - Scanning offset reflector antenna with movable feed, in particular for the reception of multiple TV satellites, and operating method therefor - Google Patents

Scanning offset reflector antenna with movable feed, in particular for the reception of multiple TV satellites, and operating method therefor Download PDF

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EP0978898A1
EP0978898A1 EP99401976A EP99401976A EP0978898A1 EP 0978898 A1 EP0978898 A1 EP 0978898A1 EP 99401976 A EP99401976 A EP 99401976A EP 99401976 A EP99401976 A EP 99401976A EP 0978898 A1 EP0978898 A1 EP 0978898A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
reflector
axis
reception
antenna
satellites
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99401976A
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German (de)
French (fr)
Inventor
Giovanni Mica
Andrea Giacomo Mica
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Agence Spatiale Europeenne
Original Assignee
Agence Spatiale Europeenne
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/17Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/13Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source being a single radiating element, e.g. a dipole, a slot, a waveguide termination
    • H01Q19/132Horn reflector antennas; Off-set feeding
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/12Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/16Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
    • H01Q3/18Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device wherein the primary active element is movable and the reflecting device is fixed

Definitions

  • the present invention relates to a scanning antenna receiving the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector, in particular for the reception of several television satellites.
  • the subject of the invention is also a method of implementing such a antenna.
  • Re-orientable antennas are interesting, especially in applications for reception of television programs relayed by satellites geostationaries placed on different orbital positions.
  • This reception can be carried out, in particular, using antennas at eccentric parabolic reflector (or "offset" according to English terminology commonly used) in different ways: re-orientation of the complete antenna (reception head and reflector), switching between several reception heads offset, mechanical scanning of a single receiving head, electronic scanning a network antenna, etc.
  • Isotropic Power satellites High Effective Radius EIRP typically greater than 50 dBW
  • ASTRA Isotropic Power satellites High Effective Radius
  • EUTELSAT - Hotbird the European market is over 10 million users.
  • FF Frequency Division Multiple Access
  • a first example of antenna is constituted by the case of a motorized reflector antenna.
  • This type of antenna includes generally a 70 to 90 cm disc acting as a simple eccentric reflector, pole mount, connected to a single receiving head and a low-power converter noise ("LNB” or “Low Noise Block downconverter", according to the Anglo-Saxon name commonly used).
  • LNB low-power converter noise
  • the polarization of the converter output signal is adjustable.
  • the receiving head converts electromagnetic energy into signals usually transmitted by a coaxial cable.
  • characteristics of such an antenna compared to those of a fixed antenna, stand out of TABLE I placed at the end of this description.
  • a second example (called solution “B” below) consists of the case of an antenna with a motorized reception head.
  • the scanning is accomplished by moving the reception head linearly in the plane of the satellites, with an amplitude of movement of about 80 mm.
  • the reflector remains static.
  • Such an antenna is described, by way of example, in the book by T. A. Milligan: “MODERN ANTENNA DESIGN", McGrawhill, 1985.
  • the movement mechanism of the receiving head is more particularly described in European patent application EP-A1-0 655 796.
  • the characteristics of such an antenna compared to those of a fixed antenna, stand out of TABLE II placed at the end of this description.
  • a third example (called solution “C” below) consists of the case of an antenna with multiple reception heads. It includes a reflector single offset with two or more receiving heads, each separate from the next at least 6 cm. Each head is connected by a coaxial cable to a channel single, with selectable polarization. One of the outputs is selected by switching of intermediate frequency in the decoder. Characteristics typically of such an antenna, compared to those of a fixed antenna, emerge from the TABLE III placed at the end of this description.
  • a fourth example is constituted by the case of an antenna provided with a secondary reflector.
  • the configuration of a antenna of this type is similar to that corresponding to solution number 2 above. Only the scanning system is different. Such an antenna is suitable especially for PLURAL EUTELSAT.
  • the scan is obtained by doing rotate the secondary reflector, made up of a disc, which moves the feed image.
  • this antenna configuration limits scanning at about one beamwidth. It follows that only 6 ° of orbit geostationary are covered, three satellites, with performance (typically around a second). However, switching between satellites (“zapping") can be very fast since the secondary reflector is weak dimensions compared to the main reflector, therefore also light in weight and low inertia.
  • the additional costs and prices are not precisely known, because this type antenna is not widely distributed in the market. Typically, characteristics of such an antenna appear from TABLE IV placed at the end of the present description:
  • the invention sets itself the goal of an antenna system compact which, for a low additional cost (typically less than 50%) and a low additional complexity, allows rapid re-orientation of the direction of pointing, while maintaining sufficient reception quality for an orbit arc important geostationary.
  • rapidity in the context of the invention, is meant a switching ("zapping") between satellites carried out on the order of one second. From this fact, it allows the reception of television broadcasts relayed by the main geostationary television satellites.
  • the invention takes advantage of certain characteristics techniques related to reception on the ground of the aforementioned emissions: polar coordinates, beam polarization, etc.
  • the subject of the invention is therefore a scanning antenna for receiving the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector, the reflector being intended for capture the beams of polarized electromagnetic waves, emitted by at least two satellites in geostationary orbit, located in locations distinct from an arc of said orbit, and to focus these captured beams at focal points, the reflector being oriented towards satellites so that its polar axis is perpendicular in the plane of the geostationary orbit and parallel to the axis of the earth, the antenna further comprising at least one receiving head so that it is arranged in proximity relationship with said focal points so as to receive the energy carried by the focused beams and converting it into signals electric, characterized in that said receiving head, having a diagram of radiation having an axis of maximum sensitivity, this axis being oriented substantially towards the center (C) of the reflector, and in that this axis is in a plane perpendicular to the polar axis reflected by the reflective mirror effect and which includes the center (C).
  • the reception antenna according to the invention has only one receiving head which is movable and which is arranged to describe a segment a circle around said center (C), in said plane perpendicular to the polar axis reflexive.
  • the reflector (1) is oriented in space so that its eccentricity plane (XZ) is aligned with one polarization modes of the received beam.
  • the antenna has a single head mobile reception and is willing to describe a straight line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector and in said plane perpendicular to the reflected polar axis.
  • the antenna has several heads of fixed reception, these heads are contiguous and arranged in a segment of a circle around the center (C), the circle lying in said plane perpendicular to the axis reflective fleece.
  • the antenna has several fixed reception heads, these heads are contiguous and arranged in a straight line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector, this line lying in said plane perpendicular to the reflected polar axis.
  • the geostationary arc has a amplitude ranging from 19.2 ° east (ASTRA) to 5 ° east (SIRIUS), for the place of the experiment, in this case the city of OEGSTGEEST in the Netherlands, which will called local station "Os" below.
  • TABLE V arranged at the end of this description, indicates the terrestrial coordinates in degrees of this local station "Os", as well as the coordinates of four stations located at the four extreme cardinal points of the coverage area of these satellites, stations called "E” (east), “W” (west), “N” (north) and “S” (south). It can be seen from this TABLE V that the station "Os" is located substantially in the center of the satellite coverage area.
  • This table shows, for the local coordinates, a relatively large pointing excursion, whether for the azimuth, the site or the alignment in polarization. It is recalled that the electromagnetic wave beams emitted by the satellites are polarized and have vertical (main) and horizontal polarization axes. These coordinates have been plotted on FIG. 1. This is a diagram representing two curves: the curve C 1 representative of the pairs of values "site angle - azimuth east” (represented by diamonds on the graph) for the different satellites (N ° 1 to 6) and the curve C 2 representative of the pairs of values "polarization - azimuth east” (represented by solid stars on the graph) for these same satellites.
  • the third step is to analyze the scanning possibilities of the beam in a "parallel plane", that is to say in a plane perpendicular to the axis polar above, without moving the reflector 1, but only the receiving head.
  • FIG. 3 is a theoretical construction representing, in space, an antenna with an eccentric parabolic reflector 1. This figure shows 3 the main parameters to take into account: axes, planes, angles, etc., parameters which will be detailed below.
  • the line of sight A sat of a particular satellite S sat is shown on which the reflector 1 of the antenna is momentarily oriented.
  • This axis A sat passes through the center C of the reflector 1.
  • the beam portion f picked up by the dish 1 is substantially cylindrical.
  • the rays composing this beam f are reflected in a focused beam f foc and converge at the focal point P foc .
  • the focal length of the dish is defined equal to d jib .
  • the aperture angle of the focused beam f foc is defined equal to 2 ⁇ 0 .
  • the polar axis A P is defined as being the common axis of rotation of the earth and symmetry of the orbital plane of the satellites.
  • an orthonormal axis XYZ 1 has been represented, oriented in space so that the plane YZ 1 is orthogonal to the polar axis N *.
  • the reflector 1 is a conventional type reflector constituted by a portion of a dish 80 cm in diameter.
  • TABLE VII placed at the end of this description, gathers the main data (in relative values) characterizing the other satellites by reference to the above-mentioned "EUTELSAT-Hot Bird" satellite (N ° 4): latitude (in °), longitude ( in °), scanning in beamwidths, displacements, in the meridian plane P M (XZ 1 ), along X (in mm), and in the parallel plane, along Y (in mm), better focusing and radial displacement along Z (in mm). This axis of symmetry Z is coincident with that of the focused beam f foc .
  • the fourth step consists in determining an antenna geometry (reflector 1 and movable support of the reception head) and means allowing the head to move in space around an axis of rotation A rot passing through the center C of the reflector 1 and so as to scan the beam f inside a cone, at constant polar latitude, in order to be able to pick up the different satellites.
  • the reception head 2 performs a rotation scan around an axis A rot passing through the reflector 1 at its center C and parallel to the "reflected polar axis" N *.
  • the receiving head 2 is supported by an arm, symbolized, in FIG. 3, by a line segment 3 intersecting the axis A rot and passing through the focal point P foc . More precisely, this straight line makes an angle equal to ⁇ 0 (half-opening angle) with the axis of symmetry A jib of the focused beam f jib .
  • the best displacement surface for the head in terms of concerns an eccentric reflector, is a parabola with the same axis of symmetry as the reflector 1, with focal length equal to half that of this reflector and passing by the focal point.
  • the losses are very weak, to optimize focusing at the extreme limits of the scan of the receiving head 2, according to a preferred variant of the invention, it is possible to move this radially (a few millimeters) towards the reflector 1.
  • FIG. 4 is a diagram relating to the deviations (in mm) during the displacement of the reception head 2 in the focal plane, when scanning the different satellites, compared to the nominal focus.
  • the displacement along X in the meridian plane
  • the radial displacement Z the best focus along Z.
  • the axis vertical represents displacements along X or Z and the horizontal axis of displacements along Y, in the parallel plane.
  • the scanning losses can be further reduced, in particular if this scanning exceeds an amplitude of ⁇ 3 beam openings.
  • the section of the reflective surface of the reflector 1 in a parallel plane XZ 1 is modified so as to approach a circular section of radius equal to twice the focal distance of the parabola.
  • the antenna was made in modifying the configuration of a conventional 80 cm commercial antenna diameter, with eccentric reflector. More specifically, the support of the receiving head has has been fitted with a movement mechanism for this head, as will be shown below.
  • the head consists of a horn illuminator, 54 mm in diameter.
  • the receiving head 2 is directed towards the top of the parabolic reflector 1.
  • Figures 5 and 6 illustrate this exemplary embodiment. More particularly, Figure 6 illustrates a detail of the arm drive mechanism support 3 of the receiving head 2 (end 31).
  • the reflector 1 comprises, on its rear face, fixing means 5, allowing adjustment of the orientation of the antenna in elevation and in azimuth.
  • a first sub-assembly, 11, is integral with the parabola 10, or at least fixed on its rear by any suitable conventional means, for example a set of "screws - nuts", 110 to 112.
  • a second sub-assembly, 51 is fixed to a vertical mast 50 or a similar member, for example using screwable flanges and nuts 510.
  • This second sub-assembly 51 has the general shape of a "U" whose side walls , 51a and 51b, are perforated, each by a pair of grooves in an arc, three of which are visible in FIG.
  • the aforementioned first part, 11, is also provided with side walls, 113 and 14, cooperating with the walls 51a and 51b, respectively. Using a set of screws, nuts or butterfly screws, 513 to 515, the reflector 1 can be fixed; more precisely the first fixing means 11, on the second fixing means 51.
  • the aforementioned grooves, 511, 512 and 520 make it possible to adjust the orientation of the antenna in a plane parallel to the axis of the mast 50. To do this, the abovementioned gradations, 5110 and 5120 can be used.
  • a first coarse adjustment is made and the nut 514 is tightened, then a fine adjustment and the butterfly screw 513 is tightened.
  • the flanges 510 allow the antenna to be oriented by rotation around the mast 50, that is to say, in the example described, relative to the local vertical (axis A V ).
  • these means for fixing and adjusting the orientation of the antenna are well known, in particular in the case of fixed antennas.
  • the reflector 1 is oriented very precisely to obtain optimal reception of the "EUTELSAT-Hot Bird" satellite, in azimuth (13 ° East), then in the plane parallel to the axis of symmetry A V of the mast 50 (vertical, in the example described). It is of course possible to use a compass and / or instruments for measuring the electromagnetic field, in the range of frequencies emitted.
  • the receiving head 2 can sweep the entire arc geostationary desired, that is to say so that the antenna can pick up the different aforementioned satellites
  • the first fixing means 11 are provided, that is to say the fastening means integral with the dish 10, means 4 for driving the arm 3.
  • a tensioning cable 410 under sheath 41, causing rotation of the arm 3 in a first direction (arrow f 1 , to the left in FIG. 6) when a tensile force is exerted on it.
  • a retaining tongue 115 is provided for a first end 411 of the sheath 41, placed in abutment on this tongue. The latter is advantageously made integral with the first fixing means 11, themselves integral with the parabola 10. Naturally, the arm 3 cannot be left "floating".
  • Additional means are provided for obtaining a rotation in the opposite direction (arrow f 2 , to the right in FIG. 6) when the tensile force exerted on the cable 411 is released.
  • a spring can be used with pre-tensioned flange 42, fixed, on the one hand, to the end 30 of the arm 3 and, on the other hand, to one of the attachment points of the parabola, in this case the nut 110 in the example described. At all times the spring 42 exerts on the end 30 of the arm 3 a restoring force (in the direction of the arrow f 2 ) which balances the tensile force exerted on the cable.
  • the dish 1 itself remains fixed. It is the receiving head 2 which describes an arc of a circle of center coincident with the axis of rotation 6, that is to say around the axis of symmetry A rot passing through C and parallel to the axis reflective polar N * (see Figure 3).
  • the orientation of the head 2 (fixed relative to the end 31 of the arm 3) is such that the axis of symmetry of its radiation diagram (or at least, the axis of greatest sensitivity if the diagram does not does not have a symmetrical section) passes through the center C of the reflector 1.
  • the support arm 3 In the rest state, that is to say in the initial state, the support arm 3 is preferably in the intermediate position, halfway between the two walls 51a and 51b. The arm 3 is left in this so-called rest position during the initial pointing of the satellite located closest to the center of the geostationary arc to be explored, in this case the above-mentioned "EUTELSAT-Hot Bird" satellite.
  • the arm 3 oscillates (in rotation about the axis of symmetry A rot ) on either side of this rest position, so that the antenna can pick up the other satellites, including satellites in extreme positions, that is to say the "ASTRA” and "SIRIUS” satellites in the example described.
  • the means of pulling the cable 410 are purely manual: notch lever, screw wheel, etc.
  • these traction means 42 are constituted by a “gear - rotary motor” assembly, a linear motor or a stepping motor. The latter can be located near the end 30 of the arm 3 or, on the contrary, placed at a distance. In the case of motors, it is no longer necessary to provide a return spring.
  • These are advantageously provided with a drive piston at the end of the arm, which can move forward or backward (arrows f 1 and f 2 ).
  • control circuits of this motor can be autonomous or, advantageously, be integrated in the decoder (not shown) receiving the signal antenna carried by a coaxial cable 20. In most cases, these are programmable circuits allowing automatic positioning on the various satellites of the arc to be explored These control circuits are known per se and there is no need to describe them p They can also be associated, in a manner also known, with feedback circuits allowing fine control of the best reception, for each satellite.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the results obtained for six beam pointing, F P1 to F P6 .
  • the directivity remains greater than 37.5 dBi for the main vertical polarization and remains less than 15 dBi for the crossed polarizations. These two categories of curves have been represented on the same graph. These characteristics allow overall "signal / interference" ratios greater than 20 dB.
  • the invention achieves the goals it has set for itself.
  • it allows both simple and inexpensive antenna structure, compatible with consumer applications (indeed, it requires only few modifications compared to an antenna classic with fixed eccentric reflector) and allows rapid scanning of an arc important geostationary, on which are distributed the main satellites of television, while maintaining good performance, whatever the satellite point.
  • the eccentricity plane is made perpendicular to the "vertical reference polarization" plane of the satellite by rotating 90 ° from the complete antenna around the pointing axis.
  • the mechanism drive in accordance with the aforementioned patent application on the edge of the disc antenna reflector and the scanning is carried out in the eccentric plane, this plane being perpendicular to the axis N * and passing through the center of the reflector.
  • the auxiliary reflector is scanned around an axis parallel to the axis N *.
  • the Applicant has been able to observe that, in both cases, the antenna scanning performance was improved.
  • the invention is also not limited to the reception of the six satellites explicitly described. It also applies equally well to the reception of other geostationary satellites, in Europe or in other regions of the terrestrial globe.
  • KNOWN ART SOLUTION N ° A Antenna diameter 70 cm Antenna gain 36.5 dBi Signal / interference ratio ⁇ 20 dB Geostationary orbit scanning range ⁇ 70 degrees Scan time > 10 seconds

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

The swept head antenna has an offset reflector (1) with a head receiver (2) receiving signals from a number of satellites. Movement between different satellites is achieved by movement of the head receiver in a perpendicular plane to the polar reflecting axis.

Description

La présente invention concerne une antenne de réception à balayage du type comprenant un réflecteur parabolique excentré fixe, notamment pour la réception de plusieurs satellites de télévision.The present invention relates to a scanning antenna receiving the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector, in particular for the reception of several television satellites.

L'invention a encore pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une telle antenne.The subject of the invention is also a method of implementing such a antenna.

Des antennes ré-orientables sont intéressantes, notamment dans les applications de réception d'émissions de télévision relayées par des satellites géostationnaires placés sur des positions orbitales différentes.Re-orientable antennas are interesting, especially in applications for reception of television programs relayed by satellites geostationaries placed on different orbital positions.

Cette réception peut être réalisée, en particulier, à l'aide d'antennes à réflecteur parabolique excentré (ou "offset" selon la terminologie anglo-saxonne couramment utilisée) de différentes façons : ré-orientation de l'antenne complète (tête de réception et réflecteur), commutation entre plusieurs têtes de réception excentrées, balayage mécanique d'une seule tête de réception, balayage électronique d'une antenne réseau, etc.This reception can be carried out, in particular, using antennas at eccentric parabolic reflector (or "offset" according to English terminology commonly used) in different ways: re-orientation of the complete antenna (reception head and reflector), switching between several reception heads offset, mechanical scanning of a single receiving head, electronic scanning a network antenna, etc.

Il est clair que le besoin se fait sentir, pour les particuliers, de pouvoir recevoir à l'aide d'une seule antenne les émissions de télévision relayées par des satellites géostationnaires tels que "EUTELSAT", "ASTRA", "TELECOM 2A" et "2B", "INTELSAT", en ce qui concerne Europe occidentale.It is clear that there is a need for individuals to be able to receive using a single antenna the television broadcasts relayed by geostationary satellites such as "EUTELSAT", "ASTRA", "TELECOM 2A" and "2B", "INTELSAT", as regards Western Europe.

Notamment, avec l'introduction de satellites à Puissance Isotrope Rayonnée Effective élevée (PIRE typiquement supérieure à 50 dBW), comme "ASTRA" et les séries"EUTELSAT - Hotbird", le marché européen s'élève à plus de 10 millions d'utilisateurs. Des "kits" bons marchés, comprenant une antenne fixe et un décodeur, sont proposés à 1500 FF environ. Cependant, bien qu'un marché potentiel mondial considérable existe, il n'existe pas d'antennes ré-orientables, à usage domestique, capables de recevoir des satellites géostationnaires répartis sur un arc de 10 à 15 degrés.In particular, with the introduction of Isotropic Power satellites High Effective Radius (EIRP typically greater than 50 dBW), as "ASTRA" and the "EUTELSAT - Hotbird" series, the European market is over 10 million users. Inexpensive "kits", including a fixed antenna and a decoder, are offered at around 1500 FF. However, although a market considerable global potential exists, there are no re-orientable antennas, domestic use, capable of receiving geostationary satellites distributed over an arc of 10 to 15 degrees.

Dans l'art connu, on a étudié une grande variété de configurations mécaniques visant à satisfaire les exigences techniques précitées. Les systèmes d'antennes mettent en oeuvre une tête de réception classique du type cornet. Typiquement, la structure de l'antenne doit tenir dans un cube de 90 cm de côté pour satisfaire certains règlements de construction.In the prior art, a wide variety of configurations have been studied mechanical to meet the above technical requirements. Systems antennas use a conventional reception head of the horn type. Typically, the antenna structure must fit in a 90 cm cube side to meet certain building regulations.

La Demanderesse a mené des études qui montrent que les systèmes d'antennes motorisées à monture polaire, satisfaisant les exigences techniques précitées, entraínent un coût supérieur de 1,5 à 2 fois le prix d'une antenne conventionnelle à disque statique de 70 à 90 cm. Ces études concluent également que ce type d'antennes restera l'approche préférée des usagers isolés, par rapport à un système adoptant le balayage de tête de réception, ce tant que le surcoût de l'élimination de la dégradation du rendement de l'antenne restera important et que la commutation (ou "zapping") entre satellites restera très lente.The Applicant has conducted studies which show that the systems motorized polar mount antennas, meeting technical requirements mentioned above, entail a cost 1.5 to 2 times higher than the price of an antenna conventional static disc from 70 to 90 cm. These studies also conclude that this type of antenna will remain the preferred approach of isolated users, compared to a system adopting the reception head scanning, as long as the additional cost of eliminating the degradation of antenna performance will remain important and that the switching (or "zapping") between satellites will remain very slow.

A titre d'exemples non exhaustifs, on peut indiquer brièvement quelques caractéristiques d'antennes selon plusieurs solutions de l'art connu.As non-exhaustive examples, we can briefly indicate some antenna characteristics according to several solutions of the known art.

Un premier exemple d'antenne (appelée solution "A", ci-après) est constitué par le cas d'une antenne à réflecteur motorisé. Ce type d'antenne comprend généralement un disque de 70 à 90 cm jouant le rôle de réflecteur excentré simple, à monture polaire, connecté à une seule tête de réception et à un convertisseur à faible bruit ("LNB" ou "Low Noise Block downconverter", selon la dénomination anglo-saxonne couramment utilisée). La polarisation du signal de sortie du convertisseur est ajustable. La tête de réception convertit l'énergie électromagnétique en signaux électriques transmis habituellement par un câble coaxial. Typiquement, les caractéristiques d'une telle antenne, comparées à celles d'une antenne fixe, ressortent de la TABLE I placée en fin de la présente description .A first example of antenna (called solution "A", below) is constituted by the case of a motorized reflector antenna. This type of antenna includes generally a 70 to 90 cm disc acting as a simple eccentric reflector, pole mount, connected to a single receiving head and a low-power converter noise ("LNB" or "Low Noise Block downconverter", according to the Anglo-Saxon name commonly used). The polarization of the converter output signal is adjustable. The receiving head converts electromagnetic energy into signals usually transmitted by a coaxial cable. Typically, characteristics of such an antenna, compared to those of a fixed antenna, stand out of TABLE I placed at the end of this description.

Un deuxième exemple (appelée solution "B", ci-après) est constitué par le cas d'une antenne à tête de réception motorisée. On choisit de nouveau un réflecteur excentré simple connecté à une seule tête de réception, munie d'un convertisseur à faible bruit. Dans ce cas le balayage est accompli en déplaçant la tête de réception linéairement dans le plan des satellites, avec une amplitude de mouvement d'environ 80 mm. Le réflecteur reste statique. On utilise un seul canal et une polarisation ajustable. Une telle antenne est décrite, à titre d'exemple, dans le livre de T. A. Milligan : "MODERN ANTENNA DESIGN", McGrawhill, 1985. Le mécanisme de déplacement de la tête de réception est plus particulièrement décrit dans la demande de brevet européen EP-A1-0 655 796. Typiquement les caractéristiques d'une telle antenne, comparées à celles d'une antenne fixe, ressortent de la TABLE II placée en fin de la présente description.A second example (called solution "B" below) consists of the case of an antenna with a motorized reception head. We choose again simple eccentric reflector connected to a single receiving head, provided with a low noise converter. In this case the scanning is accomplished by moving the reception head linearly in the plane of the satellites, with an amplitude of movement of about 80 mm. The reflector remains static. We only use one channel and an adjustable polarization. Such an antenna is described, by way of example, in the book by T. A. Milligan: "MODERN ANTENNA DESIGN", McGrawhill, 1985. The movement mechanism of the receiving head is more particularly described in European patent application EP-A1-0 655 796. Typically the characteristics of such an antenna, compared to those of a fixed antenna, stand out of TABLE II placed at the end of this description.

Un troisième exemple (appelée solution "C", ci-après) est constitué par le cas d'une antenne à têtes de réception multiples. Elle comporte un réflecteur excentré simple avec deux têtes de réception ou plus, chacune étant séparée de la suivante d'au moins 6 cm. Chaque tête est connectée par un câble coaxial à un canal unique, à polarisation sélectionnable. Une des sorties est choisie par commutation de fréquence intermédiaire dans le décodeur. Typiquement, les caractéristiques d'une telle antenne, comparées à celles d'une antenne fixe, ressortent de la TABLE III placée en fin de la présente description.A third example (called solution "C" below) consists of the case of an antenna with multiple reception heads. It includes a reflector single offset with two or more receiving heads, each separate from the next at least 6 cm. Each head is connected by a coaxial cable to a channel single, with selectable polarization. One of the outputs is selected by switching of intermediate frequency in the decoder. Characteristics typically of such an antenna, compared to those of a fixed antenna, emerge from the TABLE III placed at the end of this description.

Un quatrième exemple (appelée solution "D", ci-après) est constitué par le cas d'une antenne munie d'un réflecteur secondaire. La configuration d'une antenne de ce type est similaire à celle correspondant à la solution numéro 2 ci-dessus. Seul le système de balayage est différent. Une telle antenne convient particulièrement pour PLURAL EUTELSAT. Le balayage est obtenu en faisant effectuer une rotation au réflecteur secondaire, constitué d'un disque, ce qui déplace l'image d'alimentation. Comme il est prévisible, cette configuration d'antenne limite le balayage à environ une ouverture de faisceau. Il s'ensuit que seulement 6° d'orbite géostationnaire sont couverts, soit trois satellites, avec des performances (typiquement de l'ordre de la seconde). Par contre, la commutation entre satellites ("zapping") peut être très rapide puisque le réflecteur secondaire est de faibles dimensions par rapport au réflecteur principal, donc de faible poids également et de faible inertie. Les surcoûts et prix ne sont pas connus avec précision, car ce type d'antenne n'est pas distribué couramment sur le marché. Typiquement, les caractéristiques d'une telle antenne ressortent de la TABLE IV placée en fin de la présente description :A fourth example (called solution "D" below) is constituted by the case of an antenna provided with a secondary reflector. The configuration of a antenna of this type is similar to that corresponding to solution number 2 above. Only the scanning system is different. Such an antenna is suitable especially for PLURAL EUTELSAT. The scan is obtained by doing rotate the secondary reflector, made up of a disc, which moves the feed image. As is to be expected, this antenna configuration limits scanning at about one beamwidth. It follows that only 6 ° of orbit geostationary are covered, three satellites, with performance (typically around a second). However, switching between satellites ("zapping") can be very fast since the secondary reflector is weak dimensions compared to the main reflector, therefore also light in weight and low inertia. The additional costs and prices are not precisely known, because this type antenna is not widely distributed in the market. Typically, characteristics of such an antenna appear from TABLE IV placed at the end of the present description:

Comme il le sera montré ci-après, aucune de ces solutions ne satisfait simultanément toutes les exigences, techniques et financières, énoncées précédemment.As will be shown below, none of these solutions satisfies simultaneously all the technical and financial requirements set out previously.

On a également proposé l'étude théorique d'une antenne à réflecteur parabolique symétrique ayant une seule tête de réception déplaçable. Le mouvement de cette tête est caractérisé en ce qu'il s'effectue sur une sphère passant par le point de focalisation du réflecteur, dont le centre est situé près du sommet du réflecteur parabolique symétrique précité. Ce type d'antenne devrait permettre un gain maximum et une ouverture de faisceau minimale. Cette étude est divulguée par l'article de H. A. Whale et E. Putz : "Beam Steering Using Feed Displacement with a Paraboloïdal Reflector", paru dans "IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION", Vol. AP-34, N° 11, novembre 1986, pages 1368-1372.We also proposed the theoretical study of a reflector antenna symmetrical parabolic dish having a single movable receiving head. Movement of this head is characterized in that it takes place on a sphere passing through the point focuser, the center of which is located near the top of the reflector symmetrical parabolic above. This type of antenna should allow gain maximum and minimum beamwidth. This study is disclosed by the article by H. A. Whale and E. Putz: "Beam Steering Using Feed Displacement with a Paraboloïdal Reflector ", published in" IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION ", Vol. AP-34, N ° 11, November 1986, pages 1368-1372.

Cependant, si cette solution paraít séduisante de prime abord, on conçoit aisément que la commande et le contrôle du déplacement d'une tête de réception sur une sphère sont des opérations complexes, d'autant plus que l'orientation de la tête, à tout instant, ne peut être quelconque. D'ailleurs, cet article, théorique, n'apporte aucune solution quant aux moyens permettant d'obtenir pratiquement le mouvement prescrit. However, if this solution seems attractive at first glance, we can imagine easily that the command and control of the movement of a receiving head on a sphere are complex operations, all the more so as the orientation of the head, cannot be any moment. Besides, this theoretical article does not bring no solution as to the means allowing to obtain practically the movement prescribed.

Tout au contraire, l'invention se fixe pour but un système d'antenne compact qui, pour un faible surcoût (typiquement inférieur à 50%) et une complexité additionnelle faible, permet une ré-orientation rapide de la direction de pointage, tout en maintenant une qualité de réception suffisante pour un arc d'orbite géostationnaire important. Par rapidité, dans le cadre de l'invention, on entend une commutation ("zapping") entre satellites réalisée de l'ordre d'une seconde. De ce fait, elle permet la réception des émissions de télévision relayées par les principaux satellites géostationnaires de télévision.On the contrary, the invention sets itself the goal of an antenna system compact which, for a low additional cost (typically less than 50%) and a low additional complexity, allows rapid re-orientation of the direction of pointing, while maintaining sufficient reception quality for an orbit arc important geostationary. By rapidity, in the context of the invention, is meant a switching ("zapping") between satellites carried out on the order of one second. From this fact, it allows the reception of television broadcasts relayed by the main geostationary television satellites.

Pour ce faire, l'invention tire parti de certaines caractéristiques techniques liées à la réception au sol des émissions précités : coordonnées polaires, polarisation des faisceaux, etc.To do this, the invention takes advantage of certain characteristics techniques related to reception on the ground of the aforementioned emissions: polar coordinates, beam polarization, etc.

L'invention a donc pour objet une antenne de réception à balayage du type comprenant un réflecteur parabolique excentré fixe, le réflecteur étant destiné à capter les faisceaux d'ondes électromagnétiques polarisées, émis par au moins deux satellites en orbite géostationnaire, localisés en des endroits distincts d'un arc de ladite orbite, et à focaliser ces faisceaux captés en des points focaux, le réflecteur étant orienté vers les satellites de façon à ce que son axe polaire soit perpendiculaire au plan de l'orbite géostationnaire et parallèle à l'axe de la terre, l'antenne comprenant en outre au moins une tête de réception de manière à ce qu'elle soit disposée en relation de proximité avec lesdits points focaux de manière à recevoir l'énergie véhiculée par les faisceaux focalisés et à la convertir en signaux électriques, caractérisée en ce que ladite tête de réception, ayant un diagramme de rayonnement présentant un axe de sensibilité maximale, cet axe étant orienté sensiblement vers le centre (C) du réflecteur, et en ce que cet axe se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi par l'effet miroir de réflecteur et qui comprend le centre (C).The subject of the invention is therefore a scanning antenna for receiving the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector, the reflector being intended for capture the beams of polarized electromagnetic waves, emitted by at least two satellites in geostationary orbit, located in locations distinct from an arc of said orbit, and to focus these captured beams at focal points, the reflector being oriented towards satellites so that its polar axis is perpendicular in the plane of the geostationary orbit and parallel to the axis of the earth, the antenna further comprising at least one receiving head so that it is arranged in proximity relationship with said focal points so as to receive the energy carried by the focused beams and converting it into signals electric, characterized in that said receiving head, having a diagram of radiation having an axis of maximum sensitivity, this axis being oriented substantially towards the center (C) of the reflector, and in that this axis is in a plane perpendicular to the polar axis reflected by the reflective mirror effect and which includes the center (C).

Préférentiellement, l'antenne de réception selon l'invention a une seule tête de réception qui est mobile et qui est disposée de manière à décrire un segment d'un cercle autour dudit central (C), dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.Preferably, the reception antenna according to the invention has only one receiving head which is movable and which is arranged to describe a segment a circle around said center (C), in said plane perpendicular to the polar axis reflexive.

Selon une autre caractéristique de l'invention, le réflecteur (1) est orienté dans l'espace de façon à ce que son plan d'excentricité (XZ) est aligné à l'un des modes de polarisation du faisceau reçu.According to another characteristic of the invention, the reflector (1) is oriented in space so that its eccentricity plane (XZ) is aligned with one polarization modes of the received beam.

Dans une autre version de l'invention, l'antenne a une seule tête de réception mobile et est disposée à décrire une ligne droite qui est sensiblement dans le plan des images des satellites du réflecteur et dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.In another version of the invention, the antenna has a single head mobile reception and is willing to describe a straight line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector and in said plane perpendicular to the reflected polar axis.

Selon un autre mode de réalisation, l'antenne a plusieurs têtes de réception fixe, ces têtes sont contigues et disposées selon un segment de cercle autour du centre (C), le cercle se trouvant dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.According to another embodiment, the antenna has several heads of fixed reception, these heads are contiguous and arranged in a segment of a circle around the center (C), the circle lying in said plane perpendicular to the axis reflective fleece.

Dans une autre version de ce mode de réalisation, l'antenne a plusieurs têtes de réception fixe, ces têtes sont contigues et disposées selon une ligne droite qui est sensiblement dans le plan des images des satellites du réflecteur, cette ligne se trouvant dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.In another version of this embodiment, the antenna has several fixed reception heads, these heads are contiguous and arranged in a straight line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector, this line lying in said plane perpendicular to the reflected polar axis.

L'invention a encore pour objet un procédé de mise en oeuvre d'une antenne de réception du type comprenant un réflecteur parabolique excentré fixe, le réflecteur étant destiné à capter les faisceaux d'ondes électromagnétiques polarisées, émis par au moins deux satellites en orbite géostationnaire, localisés en des endroits distincts d'un arc de ladite orbite, et à focaliser ces faisceaux captés en des points focaux, l'antenne comprenant en outre au moins une tête de reception de manière à ce qu'elle soit disposée en relation de proximité avec lesdits points focaux de manière à recevoir l'énergie véhiculée par les faisceaux focalisés et à la convertir en signaux électriques, caractérisé en ce qu'il comprend :

  • une phase préliminaire consistant à orienter dans l'espace ledit réflecteur par rapport à un axe polaire parallèle à l'axe de rotation du globe terrestre et à l'axe de ladite orbite géostationnaire, de manière à ce qu'il soit pointé vers un premier satellite localisé sur ledit arc de l'orbite géostationnaire pour une réception optimale de ce satellite, cette orientation comprenant l'alignement du plan d'excentricité du réflecteur et de l'axe de polarisation vertical du faisceau reçu, en ce que, ladite tête de réception ayant un diagramme de rayonnement présentant un axe de sensibilité maximale, cet axe coupe la surface du réflecteur parabolique en son centre et en ce que la tête soit placée dans le plan d'excentricité du réflecteur en une première position de proximité desdits points focaux pour la réception de l'énergie véhiculée par le premier satellite, dite position de repos ;
  • et au moins une étape de balayage dudit arc de l'orbite géostationnaire pour réaliser la commutation entre ce premier satellite et un deuxième satellite comprenant le déplacement de la tête de réception à partir de la dite position de repos vers une deuxième position, le déplacement s'effectuant dans un plan perpendiculaire à un axe, dit polaire réfléchi, représentant la réflexion dudit axe polaire par rapport au plan tangent à la surface du réflecteur parabolique en son centre.
The invention also relates to a method of implementing a reception antenna of the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector, the reflector being intended to pick up the beams of polarized electromagnetic waves, emitted by at least two satellites in orbit geostationary, located in separate places of an arc of said orbit, and to focus these captured beams at focal points, the antenna further comprising at least one reception head so that it is arranged in relation to proximity to said focal points so as to receive the energy conveyed by the focused beams and to convert it into electrical signals, characterized in that it comprises:
  • a preliminary phase consisting in orienting in space said reflector with respect to a polar axis parallel to the axis of rotation of the terrestrial globe and to the axis of said geostationary orbit, so that it is pointed towards a first satellite located on said arc of the geostationary orbit for optimal reception of this satellite, this orientation comprising the alignment of the eccentricity plane of the reflector and the axis of vertical polarization of the received beam, in that said head of reception having a radiation diagram having an axis of maximum sensitivity, this axis cuts the surface of the parabolic reflector in its center and in that the head is placed in the eccentric plane of the reflector in a first position of proximity of said focal points for receiving the energy carried by the first satellite, called the rest position;
  • and at least one step of scanning said arc of the geostationary orbit to carry out the switching between this first satellite and a second satellite comprising the displacement of the reception head from said position of rest towards a second position, the displacement s 'effecting in a plane perpendicular to an axis, said reflected pole, representing the reflection of said pole axis with respect to the plane tangent to the surface of the parabolic reflector at its center.

L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaítront à la lecture de la description qui suit en référence aux figures annexées, et parmi lesquelles :

  • La figure 1 est un diagramme représentant les coordonnées locales d'une station de réception terrestre par rapport à six satellites particuliers ;
  • La figure 2 est un diagramme représentant les coordonnées locales polaires d'une station de réception terrestre et de six satellites particuliers ;
  • La figure 3 est une construction théorique représentant, dans l'espace, une antenne à réflecteur parabolique excentré 1 conforme à l'invention ;
  • La figure 4 est un diagramme relatif aux écarts (en mm) pendant le déplacement de la tête de réception de l'antenne dans un plan focal, lors du balayage des différents satellites, par rapport à la focalisation nominale ;
  • Les figures 5 et 6 illustre un exemple de réalisation pratique d'une antenne selon l'invention ;
  • La figure 7 est un diagramme illustrant les résultats obtenus pour six pointages de faisceaux, de satellites par une antenne selon l'invention.
The invention will be better understood and other characteristics and advantages will appear on reading the description which follows with reference to the appended figures, and among which:
  • FIG. 1 is a diagram representing the local coordinates of a terrestrial reception station with respect to six particular satellites;
  • FIG. 2 is a diagram representing the local polar coordinates of a terrestrial reception station and six particular satellites;
  • FIG. 3 is a theoretical construction representing, in space, an antenna with an eccentric parabolic reflector 1 according to the invention;
  • FIG. 4 is a diagram relating to the deviations (in mm) during the displacement of the reception head of the antenna in a focal plane, during the scanning of the different satellites, with respect to the nominal focusing;
  • Figures 5 and 6 illustrates a practical embodiment of an antenna according to the invention;
  • FIG. 7 is a diagram illustrating the results obtained for six pointing of beams, of satellites by an antenna according to the invention.

Avant de décrire un mode de réalisation d'antenne conforme à l'invention, on va décrire un exemple d'environnement réel que va permettre de mettre en évidence, de façon chiffrée, les paramètres de réception les plus importants des émissions reçues des principaux satellites géostationnaires. Cet exemple ne saurait naturellement limiter la portée de l'invention en quoi que ce soit.Before describing an antenna embodiment in accordance with the invention, we will describe an example of a real environment that will allow highlight, in an encrypted manner, the most reception parameters significant of the emissions received from the main geostationary satellites. This example could not of course limit the scope of the invention in anything.

Dans une première étape, il convient d'effectuer une analyse des exigences relatives au pointage de l'antenne, c'est-à-dire à son orientation dans l'espace par rapport à la position des différents satellites à capter. Dans l'exemple décrit, on considère la famille des six satellites suivants : le satellite "ASTRA" (ci-après N° 1), les satellites "EUTELSAT 2F3" (N° 2), "HotBird" (N° 3), "2F2" (N° 4) et "2F4" (N° 5) ainsi que le satellite "SIRIUS" (N° 6). L'arc géostationnaire a une amplitude allant de 19.2° est (ASTRA) à 5° est (SIRIUS), pour le lieu de l'expérimentation, en l'occurrence la ville de OEGSTGEEST aux Pays-Bas, qui sera appelé station locale "Os" ci-après. As a first step, an analysis of the antenna pointing requirements, i.e. its orientation in the space relative to the position of the different satellites to be received. In the example described, we consider the family of the following six satellites: the "ASTRA" satellite (below N ° 1), the satellites "EUTELSAT 2F3" (N ° 2), "HotBird" (N ° 3), "2F2" (N ° 4) and "2F4" (N ° 5) as well as the "SIRIUS" satellite (N ° 6). The geostationary arc has a amplitude ranging from 19.2 ° east (ASTRA) to 5 ° east (SIRIUS), for the place of the experiment, in this case the city of OEGSTGEEST in the Netherlands, which will called local station "Os" below.

La TABLE V, disposée en fin de la présente description, indique les coordonnées terrestres en degrés de cette station locale "Os", ainsi que les coordonnées de quatre stations situées aux quatre point cardinaux extrêmes de la zone de couverture de ces satellites, stations appelées "E" (est), "W" (ouest), "N" (nord) et "S" (sud). On constate, d'après cette TABLE V que la station "Os" est située sensiblement au centre de la zone de couverture des satellites.TABLE V, arranged at the end of this description, indicates the terrestrial coordinates in degrees of this local station "Os", as well as the coordinates of four stations located at the four extreme cardinal points of the coverage area of these satellites, stations called "E" (east), "W" (west), "N" (north) and "S" (south). It can be seen from this TABLE V that the station "Os" is located substantially in the center of the satellite coverage area.

On a rassemblé dans la TABLE VI (placée également en fin de la présente description) les coordonnées des six satellites précités par rapport à la station locale de réception "Os".We have gathered in TABLE VI (also placed at the end of the present description) the coordinates of the six aforementioned satellites with respect to the local "Os" receiving station.

Il ressort de cette table, pour les coordonnées locales, une excursion de pointage relativement importante, que ce soit pour l'azimut, le site ou l'alignement en polarisation. Il est rappelé que les faisceaux d'ondes électromagnétiques émis par les satellites sont polarisés et présentent des axes de polarisation vertical (principal) et horizontal. Ces coordonnées ont été reportées sur la figure 1. Celle-ci est un diagramme représentant deux courbes : la courbe C1 représentative des paires de valeurs "angle de site - azimut est" (représentées par des losanges sur le graphique) pour les différents satellites (N° 1 à 6) et la courbe C2 représentative des paires de valeurs "polarisation - azimut est" (représentées par des étoiles pleines sur le graphique) pour ces mêmes satellites.This table shows, for the local coordinates, a relatively large pointing excursion, whether for the azimuth, the site or the alignment in polarization. It is recalled that the electromagnetic wave beams emitted by the satellites are polarized and have vertical (main) and horizontal polarization axes. These coordinates have been plotted on FIG. 1. This is a diagram representing two curves: the curve C 1 representative of the pairs of values "site angle - azimuth east" (represented by diamonds on the graph) for the different satellites (N ° 1 to 6) and the curve C 2 representative of the pairs of values "polarization - azimuth east" (represented by solid stars on the graph) for these same satellites.

Même si l'on se contente d'une réorientation de l'antenne pour balayer un arc réduit, il est cependant nécessaire d'effectuer cette réorientation selon les trois axes d'un trièdre orthonormé. Cette opération délicate nécessite des organes de commande complexes.Even if you just reorient the antenna to scan a reduced arc, it is however necessary to carry out this reorientation according to the three axes of an orthonormal trihedron. This delicate operation requires organs of complex controls.

Dans une deuxième étape, les coordonnées polaires pour la station locale "Os" et les stations ""E", "W", "S" et "N", ont été déterminées, par référence à un axe polaire parallèle aux axes de l'orbite géostationnaire et du globe terrestre. Ces coordonnées sont rassemblées dans le graphique de la figure 2, qui représente les "latitudes nord" (axe vertical) en fonction des "azimuts est" (axe horizontal).. Pour chacun des six satellites et pour chaque station ("Os", "E", "W", "S", "N"), on a reporté sur le graphique un point représentant ces coordonnées : "site - azimut est". La convention adoptée sur le graphique de la figure 2 est la suivante : pour chaque satellite, un carré blanc pour la station "Os", associé au nom du satellite et à son numéro (voir TABLE IV), et des carrés noirs associés aux stations et aux numéros de satellites (par exemple E1 pour la station "E" et le satellite N° 1, c'est-à-dire le satellite "ASTRA"). On constate, pour toutes les stations une excursion négligeable en ce qui concerne le paramètre latitude nord. En d'autres termes ces stations sont sensiblement réparties sur des droites parallèles à l'axe des longitudes Est, quelque soient les satellites considérés (pour chaque station).In a second step, the polar coordinates for the local station "Os" and the stations "" E "," W "," S "and" N ", were determined, with reference to a polar axis parallel to the axes of l geostationary orbit and the terrestrial globe. These coordinates are gathered in the graph of figure 2, which represents the "northern latitudes" (vertical axis) according to "east azimuths" (horizontal axis) .. For each of the six satellites and for each station ("Os", "E", "W", "S", "N"), we have plotted on the graph a point representing these coordinates: "site - azimuth is". The convention adopted on the graph Figure 2 is as follows: for each satellite, a white square for the station "Os", associated with the satellite name and its number (see TABLE IV), and black squares associated with the stations and satellite numbers ( for example E 1 for station "E" and satellite N ° 1, that is to say the satellite "ASTRA"). We note, for all the statistics we have a negligible excursion with regard to the north latitude parameter. In other words, these stations are substantially distributed on straight lines parallel to the axis of longitudes East, whatever the satellites considered (for each station).

Il s'ensuit que l'alignement de la polarisation de référence "verticale" du faisceau reçu (c'est-à-dire perpendiculaire au plan de l'orbite) avec le plan contenant les axes polaire et de pointage de la station sur le satellite reste également sensiblement constant. En outre, si on considère maintenant les quatre stations extrêmes de la zone de couverture des satellites, "E", "W", "S" et "N", les variations en latitude sont égales à ± 1°. Il n'est donc nécessaire de procéder qu'à de très faibles ajustements.It follows that the alignment of the "vertical" reference polarization of the beam received (i.e. perpendicular to the plane of the orbit) with the plane containing the polar and pointing axes of the station on the satellite also remains substantially constant. Also, if we now consider the four stations extremes of satellite coverage, "E", "W", "S" and "N", variations in latitude are equal to ± 1 °. It is therefore only necessary to carry out very low adjustments.

Cette grande simplification dans le processus de pointage est exploitée par la solution "A" de l'art connu. Cependant, il n'en reste pas moins vrai que la structure complète de l'antenne doit être ré-orientée pour commuter entre deux satellites. Il est en effet nécessaire de réaliser un mouvement de pointage le long de l'arête d'un cône ayant pour axe l'axe polaire local. Il en résulte un balayage très lent comme le montre la TABLE I (temps de balayage typique égal à 10 secondes). En outre, l'organe de motorisation doit être très puissant, car il faut tenir compte de l'inertie importante du réflecteur et de sa prise au vent.This great simplification in the pointing process is exploited by solution "A" of known art. However, the fact remains that the complete antenna structure must be re-oriented to switch between two satellites. It is indeed necessary to carry out a pointing movement along the edge of a cone having for axis the local polar axis. This results in a very slow scan as shown in TABLE I (typical scanning time equal to 10 seconds). In in addition, the motorization member must be very powerful, because it must take into account the significant inertia of the reflector and its wind resistance.

La troisième étape consiste en l'analyse des possibilités de balayage du faisceau dans un "plan parallèle", c'est-à-dire dans un plan perpendiculaire à l'axe polaire précité, ce sans déplacer le réflecteur 1, mais seulement la tête de réception.The third step is to analyze the scanning possibilities of the beam in a "parallel plane", that is to say in a plane perpendicular to the axis polar above, without moving the reflector 1, but only the receiving head.

La figure 3 est une construction théorique représentant, dans l'espace, une antenne à réflecteur parabolique excentré 1. On a représenté sur cette figure 3 les principaux paramètres à prendre en compte : axes, plans, angles, etc., paramètres qui seront détaillés ci-après.FIG. 3 is a theoretical construction representing, in space, an antenna with an eccentric parabolic reflector 1. This figure shows 3 the main parameters to take into account: axes, planes, angles, etc., parameters which will be detailed below.

On a notamment représenté l'axe de visée Asat d'un satellite particulier Ssat sur lequel le réflecteur 1 de l'antenne est momentanément orientée. Cet axe Asat passe par le centre C du réflecteur 1. Du fait de l'éloignement du satellite Ssat (en orbite géostationnaire), c'est-à-dire 39000 km environ (voir TABLE VI), la portion de faisceau f capté par la parabole 1 est sensiblement cylindrique. Les rayons composant ce faisceau f sont réfléchis en un faisceau focalisé ffoc et convergent au point focal Pfoc. La distance focale de la parabole est définie égale à dfoc. L'angle d'ouverture du faisceau focalisé ffoc est défini égal à 2ψ0. On a représenté également sur cette figure 3 l'axe polaire AP ou "nord" de la monture d'antenne, le plan tangent PT au sommet du réflecteur 1 et la direction de l' "axe polaire réfléchi N*", par effet miroir, sur le plan PT. L'axe polaire AP est défini comme étant l'axe commun de rotation de la terre et de symétrie du plan orbital des satellites.In particular, the line of sight A sat of a particular satellite S sat is shown on which the reflector 1 of the antenna is momentarily oriented. This axis A sat passes through the center C of the reflector 1. Due to the remoteness of the satellite S sat (in geostationary orbit), that is to say approximately 39,000 km (see TABLE VI), the beam portion f picked up by the dish 1 is substantially cylindrical. The rays composing this beam f are reflected in a focused beam f foc and converge at the focal point P foc . The focal length of the dish is defined equal to d jib . The aperture angle of the focused beam f foc is defined equal to 2ψ 0 . Also shown in this figure 3 is the polar axis A P or "north" of the antenna mount, the tangent plane P T at the top of the reflector 1 and the direction of the "reflected polar axis N *", by mirror effect, on the P T plane. The polar axis A P is defined as being the common axis of rotation of the earth and symmetry of the orbital plane of the satellites.

Au point focal Pfoc, on a représenté un axe orthonormé XYZ1, orienté dans l'espace de telle façon que le plan Y-Z1 soit orthogonal à l'axe polaire N*.At the focal point P foc , an orthonormal axis XYZ 1 has been represented, oriented in space so that the plane YZ 1 is orthogonal to the polar axis N *.

Pour fixer les idées, on choisit comme référence le satellite "EUTELSAT-Hot Bird" (N°3), situé sensiblement au centre de l'arc géostationnaire. On suppose que le réflecteur 1 est un réflecteur de type conventionnel constitué par une portion de parabole de 80 cm de diamètre. La TABLE VII, placée en fin de la présente description, rassemble les principales données (en valeurs relatives) caractérisant les autres satellites par référence au satellite "EUTELSAT-Hot Bird" (N° 4) précité : latitude (en °), longitude (en °), balayage en ouvertures de faisceau, déplacements, dans le plan méridien PM (XZ1), suivant X (en mm), et dans le plan parallèle, suivant Y (en mm), meilleure focalisation et déplacement radial suivant Z (en mm). Cet axe de symétrie Z est confondu avec celui du faisceau focalisé ffoc.To fix the ideas, we choose as reference the satellite "EUTELSAT-Hot Bird" (N ° 3), located substantially in the center of the geostationary arc. It is assumed that the reflector 1 is a conventional type reflector constituted by a portion of a dish 80 cm in diameter. TABLE VII, placed at the end of this description, gathers the main data (in relative values) characterizing the other satellites by reference to the above-mentioned "EUTELSAT-Hot Bird" satellite (N ° 4): latitude (in °), longitude ( in °), scanning in beamwidths, displacements, in the meridian plane P M (XZ 1 ), along X (in mm), and in the parallel plane, along Y (in mm), better focusing and radial displacement along Z (in mm). This axis of symmetry Z is coincident with that of the focused beam f foc .

On a pu constater, qu'avec un balayage d'amplitude inférieure à trois ouvertures de faisceaux dans le plan de symétrie Y-Z perpendiculaire au plan d'excentricité X-Z ("off-set"), les pertes de gain, la polarisation croisée et l'amplitude des lobes latéraux restent acceptables pour des réflecteurs excentrés avec un rapport F/D (distance focale sur diamètre du réflecteur) supérieur ou égal à 0,7 ; ce à condition que le diagramme de rayonnement de la tête de réception reste centrée sur le réflecteur 1.We could see that with a sweep of amplitude less than three beam openings in the plane of symmetry Y-Z perpendicular to the plane eccentricity X-Z ("off-set"), loss of gain, cross polarization and the amplitude of the side lobes remain acceptable for eccentric reflectors with an F / D ratio (focal length over reflector diameter) greater than or equal to 0.7; this provided that the radiation pattern of the receiving head remains centered on reflector 1.

On constate que ce n'est pas le cas des solutions "B" ou "C" précitées de l'art connu. Elles ne conservent pas la rotation autour de la direction de pointage de satellite Z, exigée pour aligner le plan d'excentrement X-Y avec la polarisation de "référence" verticale. La tête de réception 2 n'est pas non plus maintenue pointée sur le centre C du réflecteur 1. Pour la solution "B", la tête de réception est mobile linéairement (balayage) dans le plan horizontal XZ1. Pour la solution "C", l'image de cette tête effectue un mouvement de rotation autour de l'axe du réflecteur secondaire.It can be seen that this is not the case with the above-mentioned solutions "B" or "C" of the known art. They do not maintain the rotation around the pointing direction of satellite Z, required to align the offset plane XY with the vertical "reference" polarization. The reception head 2 is also not kept pointed at the center C of the reflector 1. For solution "B", the reception head is linearly movable (scanning) in the horizontal plane XZ 1 . For solution "C", the image of this head performs a rotational movement around the axis of the secondary reflector.

La quatrième étape consiste à déterminer une géométrie d'antenne (réflecteur 1 et support mobile de la tête de réception) et des moyens permettant à la tête de se mouvoir dans l'espace autour d'un axe de rotation Arot passant par le centre C du réflecteur 1 et de manière à balayer le faisceau fà l'intérieur d'un cône, à latitude polaire constante, pour pouvoir capter les différents satellites.The fourth step consists in determining an antenna geometry (reflector 1 and movable support of the reception head) and means allowing the head to move in space around an axis of rotation A rot passing through the center C of the reflector 1 and so as to scan the beam f inside a cone, at constant polar latitude, in order to be able to pick up the different satellites.

De manière simplifiée, le réflecteur excentré accomplit deux fonctions :

  • focalisation du faisceau f du fait de sa forme parabolique ;
  • et réflexion de l'orbite et des images de satellites avec les angles d'excentricité et de balayage de faisceau.
In a simplified way, the eccentric reflector accomplishes two functions:
  • focusing of the beam f due to its parabolic shape;
  • and reflection of orbit and satellite images with eccentricity and beam scanning angles.

Il doit être clair que, de façon duale, la tête de réception "voit" l'orbite réfléchie et un "axe polaire N* réfléchi" (par effet miroir par rapport au plan tangent PT au centre C du réflecteur 1).It should be clear that, in a dual manner, the reception head "sees" the reflected orbit and a "reflected polar axis N *" (by mirror effect with respect to the tangent plane P T at the center C of the reflector 1).

Selon la caractéristique la plus importante de l'invention, la tête de réception 2 effectue un balayage par rotation autour d'un axe Arot traversant le réflecteur 1 en son centre C et parallèle à l' "axe polaire réfléchi" N*.According to the most important characteristic of the invention, the reception head 2 performs a rotation scan around an axis A rot passing through the reflector 1 at its center C and parallel to the "reflected polar axis" N *.

De façon pratique, la tête de réception 2 est supportée par un bras, symbolisé, sur la figure 3, par un segment de droite 3 coupant l'axe Arot et passant par le point focal Pfoc. De façon plus précise, ce segment de droite fait un angle égal à ψ0 (demi-angle d'ouverture) avec l'axe de symétrie Afoc du faisceau focalisé ffoc.In practice, the receiving head 2 is supported by an arm, symbolized, in FIG. 3, by a line segment 3 intersecting the axis A rot and passing through the focal point P foc . More precisely, this straight line makes an angle equal to ψ 0 (half-opening angle) with the axis of symmetry A jib of the focused beam f jib .

Naturellement, pour utiliser l'antenne, il est tout d'abord nécessaire d'effectuer des réglages initiaux visant à orienter convenablement le réflecteur 1 par rapport à l'ensemble des satellites que l'on désire capter. De façon avantageuse, le réglage initial s'effectue sur le satellite le plus proche du centre de l'arc géostationnaire visé, soit le satellite "EUTELSAT- Hot Bird" (N° 3) dans l'exemple décrit. Une fois un pointage initial optimal réalisé sur ce satellite, on effectue une rotation du réflecteur autour de l'axe de pointage Z de manière à aligner les plans de polarisation verticale du faisceau f et de symétrie d'excentricité du réflecteur. Les trois conditions requises pour obtenir un balayage optimisé sont alors réunies, à savoir :

  • a/ la polarisation verticale de référence et le plan de symétrie d'excentricité du réflecteur 1 sont alignés ;
  • b/ l'illumination (diagramme de rayonnement) de la tête de réception reste centrée sur le réflecteur 1 ;
  • c/ et le balayage de faisceau est réalisable à "latitude constante" dans le cône, d'axe polaire AP, traversant l'arc géostationnaire.
  • Naturally, in order to use the antenna, it is first of all necessary to carry out initial adjustments aimed at orienting the reflector 1 properly with respect to all of the satellites that it is desired to receive. Advantageously, the initial adjustment is carried out on the satellite closest to the center of the geostationary arc targeted, namely the "EUTELSAT-Hot Bird" satellite (No. 3) in the example described. Once an optimal initial pointing has been carried out on this satellite, the reflector is rotated around the pointing axis Z so as to align the planes of vertical polarization of the beam f and of eccentricity symmetry of the reflector. The three conditions required to obtain an optimized scan are then met, namely:
  • a / the vertical reference polarization and the eccentricity plane of symmetry of the reflector 1 are aligned;
  • b / the illumination (radiation diagram) of the reception head remains centered on the reflector 1;
  • c / and the beam scanning is possible at "constant latitude" in the cone, of polar axis A P , crossing the geostationary arc.
  • En termes d'erreurs de phase quadratiques et d'aberrations minimales, on peut montrer que la meilleure surface de déplacement pour la tête, en ce qui concerne un réflecteur excentré, est une parabole de même axe de symétrie que le réflecteur 1, de distance focale égale à la moitié de celle de ce réflecteur et passant par le point de focalisation. In terms of quadratic phase errors and minimal aberrations, we can show that the best displacement surface for the head, in terms of concerns an eccentric reflector, is a parabola with the same axis of symmetry as the reflector 1, with focal length equal to half that of this reflector and passing by the focal point.

    Le mouvement de balayage effectué par la tête de réception 2 dans le cas de l'invention, autour de l'axe Arot, parallèle à l'axe N*, s'effectue en réalité sur un cylindre "oscultant" la parabole du réflecteur 1 (axe Z).The scanning movement carried out by the receiving head 2 in the case of the invention, around the axis A rot , parallel to the axis N *, is actually carried out on a cylinder "oscillating" the parabola of the reflector 1 (Z axis).

    Bien que, conformément à la configuration de l'invention, les pertes soient très faibles, pour optimiser la focalisation aux limites extrêmes du balayage de la tête de réception 2, selon une variante préférée de l'invention, on peut déplacer celle-ci radialement (de quelques millimètres) vers le réflecteur 1.Although, according to the configuration of the invention, the losses are very weak, to optimize focusing at the extreme limits of the scan of the receiving head 2, according to a preferred variant of the invention, it is possible to move this radially (a few millimeters) towards the reflector 1.

    La figure 4 est un diagramme relatif aux écarts (en mm) pendant le déplacement de la tête de réception 2 dans le plan focal, lors du balayage des différents satellites, par rapport à la focalisation nominale. On a représenté sur le même diagramme trois courbes : le déplacement suivant X, dans le plan méridien, le déplacement radial Z et la meilleure focalisation suivant Z. Selon les courbes, l'axe vertical représente des déplacements suivant X ou Z et l'axe horizontal des déplacements suivant Y, dans le plan parallèle.FIG. 4 is a diagram relating to the deviations (in mm) during the displacement of the reception head 2 in the focal plane, when scanning the different satellites, compared to the nominal focus. We have represented on the same diagram three curves: the displacement along X, in the meridian plane, the radial displacement Z and the best focus along Z. According to the curves, the axis vertical represents displacements along X or Z and the horizontal axis of displacements along Y, in the parallel plane.

    On peut encore réduire les pertes de balayage, en particulier si ce balayage dépasse une amplitude de ± 3 ouvertures de faisceaux. Dans ce cas on modifie la section de la surface réfléchissante du réflecteur 1 dans un plan parallèle XZ1 de manière à approcher une section circulaire de rayon égal à deux fois la distance focale de la parabole.The scanning losses can be further reduced, in particular if this scanning exceeds an amplitude of ± 3 beam openings. In this case, the section of the reflective surface of the reflector 1 in a parallel plane XZ 1 is modified so as to approach a circular section of radius equal to twice the focal distance of the parabola.

    Enfin, en choisissant convenablement les différents angles d'excentricité, il est possible de modifier l'angle du plan tangent PT avec la direction de pointage de satellite Asat et l'axe polaire AP. L'axe polaire réfléchi N* va tourner de façon symétrique. Pour une latitude donnée de station de réception, et l'angle d'inclinaison correspondant de l'axe polaire AP par rapport à la verticale locale, il devient possible de rendre vertical, soit le réflecteur 1, soit l'axe de rotation de la tête de réception 2, soit encore de la placer dans une zone très proche du bord du disque formant le réflecteur 1, ce qui autorise une structure d'antenne globale très compacte.Finally, by appropriately choosing the different eccentricity angles, it is possible to modify the angle of the tangent plane P T with the pointing direction of satellite A sat and the polar axis A P. The reflected polar axis N * will rotate symmetrically. For a given latitude of the receiving station, and the corresponding angle of inclination of the polar axis A P relative to the local vertical, it becomes possible to make vertical, either the reflector 1, or the axis of rotation of the receiving head 2, or else to place it in an area very close to the edge of the disc forming the reflector 1, which allows a very compact overall antenna structure.

    On va maintenant décrire un exemple de réalisation pratique d'une antenne incorporant les enseignements de l'invention. L'antenne a été réalisée en modifiant la configuration d'une antenne commerciale classique de 80 cm de diamètre, à réflecteur excentré. Plus précisément, le support de la tête de réception a été doté d'un mécanisme de déplacement de cette tête, comme il le sera montré ci-après. La tête est constituée par un illuminateur à cornet, de 54 mm de diamètre. Le gain nominal est de 37,9 dBi, l'ouverture de faisceau 2,4°, le rapport d'excentricité ("off-set") : F/D = 0,8 et l'angle d'excentricité de 44°. La tête de réception 2 est dirigée vers le sommet du réflecteur parabolique 1.We will now describe a practical example of a antenna incorporating the teachings of the invention. The antenna was made in modifying the configuration of a conventional 80 cm commercial antenna diameter, with eccentric reflector. More specifically, the support of the receiving head has has been fitted with a movement mechanism for this head, as will be shown below. The head consists of a horn illuminator, 54 mm in diameter. The nominal gain is 37.9 dBi, beamwidth 2.4 °, eccentricity ratio ("off-set"): F / D = 0.8 and the eccentricity angle of 44 °. The receiving head 2 is directed towards the top of the parabolic reflector 1.

    Les figures 5 et 6 illustrent cet exemple de réalisation. Plus particulièrement, la figure 6 illustre un détail du mécanisme d'entraínement du bras support 3 de la tête de réception 2 (extrémité 31).Figures 5 and 6 illustrate this exemplary embodiment. More particularly, Figure 6 illustrates a detail of the arm drive mechanism support 3 of the receiving head 2 (end 31).

    Les modifications précitées sont d'ailleurs très limitées. On munit la base (extrémité 30) du bras 3, d'un mécanisme d'entraínement 4 permettant la rotation du bras 3 autour de l'axe de rotation Arot. Cet axe, selon l'une des caractéristiques principales de l'invention passe par le centre C de la parabole 10 du réflecteur 1. Il est en outre parallèle à l'axe N* ("axe polaire réfléchi" : voir figure 3).The aforementioned modifications are moreover very limited. It provides the base (end 30) of the arm 3, a drive mechanism 4 allowing the rotation of the arm 3 about the axis of rotation A rot . This axis, according to one of the main characteristics of the invention passes through the center C of the parabola 10 of the reflector 1. It is also parallel to the axis N * ("reflected polar axis": see FIG. 3).

    Tout d'abord, de façon classique, le réflecteur 1 comporte, sur sa face arrière, des moyens de fixation 5, permettant un réglage de l'orientation de l'antenne en site et en azimut. Un premier sous-ensemble, 11, est solidaire de la parabole 10, ou pour le moins fixée sur son arrière par tout moyens classiques appropriés, par exemple un jeu de "vis - écrous", 110 à 112. Un second sous-ensemble, 51, est fixé à un mât vertical 50 ou à un organe similaire, par exemple à l'aide de brides vissables et d'écrous 510. Ce second sous-ensemble 51 a la forme générale d'un "U" dont les parois latérales, 51a et 51b, sont ajourées, chacune, par une paire de saignées en arc de cercle, dont trois sont visibles sur la figure 6 : 511 et 512, sur la paroi 51a, et 520, sur la paroi 51b. Ces saignées comportent des graduations, 5110 et 5120, dont l'utilité va être explicitée ci-après. La première partie précitée, 11, est également munie de parois latérales, 113 et 14, coopérant avec les parois 51a et 51b, respectivement. A l'aide d'un jeu de vis, d'écrou ou de vis papillon, 513 à 515, on peut fixer le réflecteur 1 ; plus précisément les premiers moyens de fixation 11, sur les seconds moyens de fixation 51. En outre, les saignées précitées, 511, 512 et 520, permettent de régler l'orientation de l'antenne dans un plan parallèle à l'axe du mât 50. Pour ce faire, on peut utiliser les gradations précitées, 5110 et 5120. Avantageusement, on effectue un premier réglage grossier et on resserre l'écrou 514, puis un réglage fin et on resserre la vis papillon 513. Enfin, les brides 510 permettent d'orienter l'antenne par rotation autour du mât 50, c'est-à-dire, dans l'exemple décrit, par rapport à la verticale locale (axe AV). En soi, ces moyens de fixation et de réglage de l'orientation de l'antenne sont bien connus, notamment dans le cas d'antennes fixes.First of all, conventionally, the reflector 1 comprises, on its rear face, fixing means 5, allowing adjustment of the orientation of the antenna in elevation and in azimuth. A first sub-assembly, 11, is integral with the parabola 10, or at least fixed on its rear by any suitable conventional means, for example a set of "screws - nuts", 110 to 112. A second sub-assembly, 51, is fixed to a vertical mast 50 or a similar member, for example using screwable flanges and nuts 510. This second sub-assembly 51 has the general shape of a "U" whose side walls , 51a and 51b, are perforated, each by a pair of grooves in an arc, three of which are visible in FIG. 6: 511 and 512, on the wall 51a, and 520, on the wall 51b. These grooves have graduations, 5110 and 5120, the usefulness of which will be explained below. The aforementioned first part, 11, is also provided with side walls, 113 and 14, cooperating with the walls 51a and 51b, respectively. Using a set of screws, nuts or butterfly screws, 513 to 515, the reflector 1 can be fixed; more precisely the first fixing means 11, on the second fixing means 51. In addition, the aforementioned grooves, 511, 512 and 520, make it possible to adjust the orientation of the antenna in a plane parallel to the axis of the mast 50. To do this, the abovementioned gradations, 5110 and 5120 can be used. Advantageously, a first coarse adjustment is made and the nut 514 is tightened, then a fine adjustment and the butterfly screw 513 is tightened. Finally, the flanges 510 allow the antenna to be oriented by rotation around the mast 50, that is to say, in the example described, relative to the local vertical (axis A V ). In itself, these means for fixing and adjusting the orientation of the antenna are well known, in particular in the case of fixed antennas.

    Dans le cadre de l'exemple décrit, on oriente le réflecteur 1 de façon très précise pour obtenir une réception optimale du satellite "EUTELSAT-Hot Bird", en azimut (13° Est), puis dans le plan parallèle à l'axe de symétrie AV du mât 50 (vertical, dans l'exemple décrit). On peut naturellement se servir d'une boussole et/ou d'instruments de mesure du champ électromagnétique, dans la gamme des fréquences émises.In the context of the example described, the reflector 1 is oriented very precisely to obtain optimal reception of the "EUTELSAT-Hot Bird" satellite, in azimuth (13 ° East), then in the plane parallel to the axis of symmetry A V of the mast 50 (vertical, in the example described). It is of course possible to use a compass and / or instruments for measuring the electromagnetic field, in the range of frequencies emitted.

    Pour que la tête de réception 2 puisse balayer l'ensemble de l'arc géostationnaire désiré, c'est-à-dire pour que l'antenne puisse capter les différents satellites précités, on munit les premiers moyens de fixation 11, c'est-à-dire les moyens de fixations solidaires de la parabole 10, de moyens 4 d'entraínement du bras 3.So that the receiving head 2 can sweep the entire arc geostationary desired, that is to say so that the antenna can pick up the different aforementioned satellites, the first fixing means 11 are provided, that is to say the fastening means integral with the dish 10, means 4 for driving the arm 3.

    Il est tout d'abord nécessaire de prévoir un axe de rotation 6 du bras 3, support de la tête 2, dont l'axe de symétrie Arot passe par le centre C de la portion de parabole 10 et est parallèle à l'axe polaire réfléchi N* (voir figure 3). La première condition est obtenue par construction. La seconde condition est satisfaite par réglage initial de l'orientation de l'antenne, selon le processus rappelé ci-dessus.It is first of all necessary to provide an axis of rotation 6 of the arm 3, support of the head 2, whose axis of symmetry A rot passes through the center C of the parabola portion 10 and is parallel to the axis reflective polar N * (see Figure 3). The first condition is obtained by construction. The second condition is satisfied by initial adjustment of the orientation of the antenna, according to the process recalled above.

    Ensuite, on prévoit, dans une zone 30 du bras 3, proche de l'extrémité en vis à vis avec les moyens de fixation, 11 - 51, des moyens de mise en rotation autour de l'axe 6. On peut, par exemple, utiliser un câble tendeur 410, sous gaine 41, occasionnant une rotation du bras 3 suivant un premier sens (flèche f1, vers la gauche sur la figure 6) lorsqu'on exerce une force de traction sur celui-ci. On prévoit une languette de retenue 115 d'une première extrémité 411 de la gaine 41, placée en butée sur cette languette. Celle-ci est avantageusement rendue solidaire des premiers moyens de fixation 11, eux-mêmes solidaires de la parabole 10. Naturellement, le bras 3 ne peut pas être laissé "flottant". On prévoit des moyens supplémentaires permettant d'obtenir une rotation en sens inverse (flèche f2, vers la droite sur la figure 6) lorsqu'on relâche la force de traction exercée sur le câble 411. Pour ce faire, on peut utiliser un ressort à boudin 42 pré-tendu, fixé, d'une part, à l'extrémité 30 du bras 3 et, d'autre part, à l'un des points d'attache de la parabole, en l'occurrence l'écrou 110 dans l'exemple décrit. A tout instant le ressort 42 exerce sur l'extrémité 30 du bras 3 une force de rappel (suivant la direction de la flèche f2) qui équilibre la force de traction exercée sur le câble. Il suffit donc de bloquer le câble pour que le bras 3 reste verrouillé sur une position désirée désirée dans l'espace et que l'antenne "pointe" sur le satellite recherché. On doit bien comprendre que la parabole 1 elle-même reste fixe. C'est la tête de réception 2 qui décrit un arc de cercle de centre confondu avec l'axe de rotation 6, c'est-à-dire autour de l'axe de symétrie Arot passant par C et parallèle à l'axe polaire réfléchi N* (voir figure 3). L'orientation de la tête 2 (fixe par rapport à l'extrémité 31 du bras 3) est telle que l'axe de symétrie de son diagramme de rayonnement (ou pour le moins, l'axe de plus grande sensibilité si le diagramme ne présente pas une section symétrique) passe par le centre C du réflecteur 1. Le mouvement de la tête 2 nécessaire pour balayer tous les satellites étant limité, l'amplitude du déplacement de l'extrémité 30 du bras 3 est encore plus limitée, car cette extrémité est très proche de l'axe 6. Il s'ensuit que l'espace à prévoir entre les deux parois 51a et 51b est compatible avec les systèmes classiques de fixation d'antenne. A l'état de repos, c'est-à-dire à l'état initial, le bras support 3 est préférentiellement en position intermédiaire, à mi-distance entre les deux parois 51a et 51b. Le bras 3 est laissé dans cette position dite de repos lors du pointage initial du satellite localisé le plus près du centre de l'arc géostationnaire à explorer, en l'occurrence le satellite "EUTELSAT-Hot Bird" précité. Lors des balayages subséquents, le bras 3 oscille (en rotation autour de l'axe de symétrie Arot) de part et d'autre de cette position de repos, de manière à ce que l'antenne puisse capter les autres satellites, y compris les satellites en positions extrêmes, c'est-à-dire les satellites "ASTRA" et "SIRIUS" dans l'exemple décrit.Next, provision is made, in a zone 30 of the arm 3, close to the opposite end with the fixing means, 11 - 51, for means of rotation about the axis 6. It is possible, for example , use a tensioning cable 410, under sheath 41, causing rotation of the arm 3 in a first direction (arrow f 1 , to the left in FIG. 6) when a tensile force is exerted on it. A retaining tongue 115 is provided for a first end 411 of the sheath 41, placed in abutment on this tongue. The latter is advantageously made integral with the first fixing means 11, themselves integral with the parabola 10. Naturally, the arm 3 cannot be left "floating". Additional means are provided for obtaining a rotation in the opposite direction (arrow f 2 , to the right in FIG. 6) when the tensile force exerted on the cable 411 is released. To do this, a spring can be used with pre-tensioned flange 42, fixed, on the one hand, to the end 30 of the arm 3 and, on the other hand, to one of the attachment points of the parabola, in this case the nut 110 in the example described. At all times the spring 42 exerts on the end 30 of the arm 3 a restoring force (in the direction of the arrow f 2 ) which balances the tensile force exerted on the cable. It therefore suffices to block the cable so that the arm 3 remains locked in a desired desired position in space and that the antenna "points" at the desired satellite. It should be understood that the dish 1 itself remains fixed. It is the receiving head 2 which describes an arc of a circle of center coincident with the axis of rotation 6, that is to say around the axis of symmetry A rot passing through C and parallel to the axis reflective polar N * (see Figure 3). The orientation of the head 2 (fixed relative to the end 31 of the arm 3) is such that the axis of symmetry of its radiation diagram (or at least, the axis of greatest sensitivity if the diagram does not does not have a symmetrical section) passes through the center C of the reflector 1. The movement of the head 2 necessary to scan all the satellites being limited, the amplitude of the movement of the end 30 of the arm 3 is even more limited, because this end is very close to the axis 6. It follows that the space to be provided between the two walls 51a and 51b is compatible with conventional antenna fixing systems. In the rest state, that is to say in the initial state, the support arm 3 is preferably in the intermediate position, halfway between the two walls 51a and 51b. The arm 3 is left in this so-called rest position during the initial pointing of the satellite located closest to the center of the geostationary arc to be explored, in this case the above-mentioned "EUTELSAT-Hot Bird" satellite. During subsequent scans, the arm 3 oscillates (in rotation about the axis of symmetry A rot ) on either side of this rest position, so that the antenna can pick up the other satellites, including satellites in extreme positions, that is to say the "ASTRA" and "SIRIUS" satellites in the example described.

    Dans une version économique, les moyens de traction du câble 410, sous la référence unique 42 (figure 5), sont purement manuels : levier à crans, molette à vis, etc. Dans une variante préférée de l'invention, ces moyens de traction 42 sont constitués par un ensemble "engrenages - moteur rotatif', un moteur linéaire ou un moteur pas à pas. Ce dernier peut être localisé à proximité de l'extrémité 30 du bras 3 ou, au contraire, placé à distance. Dans le cas de moteurs, il n'est plus nécessaire de prévoir un ressort de rappel. Ceux-ci sont munis avantageusement d'un piston d'entraínement de l'extrémité du bras, pouvant se mouvoir en avant ou en arrière (flèches f1 et f2). Les circuits de commande de ce moteur (non représentés) peuvent être autonomes ou, de façon avantageuse, être intégrés dans le décodeur (non représenté) recevant le signal d'antenne véhiculé par un câble coaxial 20. Il s'agit alors, le plus souvent, de circuits programmables, permettant une positionnement automatique sur les différents satellites de l'arc à explorer. Ces circuits de commandes sont connus en soi et il est inutile de les décrire plus avant. Ils peuvent être associés, de façon également connue, à des circuits de rétroaction permettant un contrôle fin de la meilleure réception, pour chaque satellite.In an economical version, the means of pulling the cable 410, under the unique reference 42 (FIG. 5), are purely manual: notch lever, screw wheel, etc. In a preferred variant of the invention, these traction means 42 are constituted by a “gear - rotary motor” assembly, a linear motor or a stepping motor. The latter can be located near the end 30 of the arm 3 or, on the contrary, placed at a distance. In the case of motors, it is no longer necessary to provide a return spring. These are advantageously provided with a drive piston at the end of the arm, which can move forward or backward (arrows f 1 and f 2 ). The control circuits of this motor (not shown) can be autonomous or, advantageously, be integrated in the decoder (not shown) receiving the signal antenna carried by a coaxial cable 20. In most cases, these are programmable circuits allowing automatic positioning on the various satellites of the arc to be explored These control circuits are known per se and there is no need to describe them p They can also be associated, in a manner also known, with feedback circuits allowing fine control of the best reception, for each satellite.

    Une telle antenne a été expérimentée dans des conditions réelles de réception. Les résultats expérimentaux confirment les prévisions théoriques. La figure 7 est un diagramme illustrant les résultats obtenus pour six pointages de faisceaux, FP1 à FP6. La directivité demeure supérieure à 37,5 dBi pour la polarisation verticale principale et reste inférieure à 15 dBi pour les polarisations croisées. Ces deux catégories de courbes ont été représentées sur le même graphique. Ces caractéristiques autorisent des rapports globaux "signal/interférence" supérieurs à 20 dB.Such an antenna has been tested in real reception conditions. The experimental results confirm the theoretical predictions. Figure 7 is a diagram illustrating the results obtained for six beam pointing, F P1 to F P6 . The directivity remains greater than 37.5 dBi for the main vertical polarization and remains less than 15 dBi for the crossed polarizations. These two categories of curves have been represented on the same graph. These characteristics allow overall "signal / interference" ratios greater than 20 dB.

    Comme il a été indiqué, il est encore possible d'améliorer la réception en ajustant la position radiale de la tête de réception 2 pour qu'elle se confonde au mieux avec le point focal Pfoc (figure 3). Pour ce faire, dans une variante non représentée, on peut munir la tête de moyens motorisés permettant un faible mouvement radial (figure 3 : axe Z) de celle-ci par rapport à une position de repos. Ces moyens sont disposés sur l'extrémité 31 bras support 3 et permettent de compenser les défauts de focalisation. Si on se réfère de nouveau à la figure 4, une translation linéaire de la tête de réception 2 de quelques millimètres seulement est nécessaire (inférieur à 10 mm au plus pour les satellites extrêmes). On peut utiliser, par exemple un moteur pas. Les signaux de commande de ce moteur peuvent être transmis directement par le câble coaxial 20 en multiplexés avec les signaux de sortie de la tête de réception 2.As indicated, it is still possible to improve reception by adjusting the radial position of the reception head 2 so that it best merges with the focal point P foc (FIG. 3). To do this, in a variant not shown, it is possible to provide the head with motorized means allowing a slight radial movement (FIG. 3: Z axis) thereof relative to a rest position. These means are arranged on the end 31 of the support arm 3 and make it possible to compensate for focusing defects. If we refer again to FIG. 4, a linear translation of the reception head 2 of only a few millimeters is necessary (less than 10 mm at most for extreme satellites). One can use, for example a step motor. The control signals of this motor can be transmitted directly by the coaxial cable 20 in multiplexing with the output signals from the reception head 2.

    On peut estimer le surcoût impliqué par un système de motorisation simple, conforme à l'invention, à environ 650 FF. En outre, la prise au vent de la structure en mouvement (bras 3 et tête de réception 2) est faible (vingt fois inférieure à celle de la solution "A") et l'inertie faible (15 % par rapport à une structure selon la solution "A"), il s'ensuit que l'invention permet une commutation entre satellites ("zapping") très rapide.We can estimate the additional cost involved in a motorization system simple, according to the invention, at around 650 FF. In addition, the windward catch of the moving structure (arm 3 and receiving head 2) is weak (twenty times lower than that of solution "A") and low inertia (15% compared to a structure according to solution "A"), it follows that the invention allows switching between satellites ("zapping") very fast.

    A la lecture de ce qui précède, on constate aisément que l'invention atteint bien les buts qu'elle s'est fixés. Notamment, elle permet tout à la fois une structure d'antenne simple et bon marché, compatible avec les applications grand-public (en effet, elle n'exige que peu de modifications par rapport à une antenne classique à réflecteur excentré fixe) et autorise un balayage rapide d'un arc géostationnaire important, sur lequel sont répartis les principaux satellites de télévision, ce tout en conservant de bonnes performances, quel que soit le satellite pointé.On reading the above, it can easily be seen that the invention achieves the goals it has set for itself. In particular, it allows both simple and inexpensive antenna structure, compatible with consumer applications (indeed, it requires only few modifications compared to an antenna classic with fixed eccentric reflector) and allows rapid scanning of an arc important geostationary, on which are distributed the main satellites of television, while maintaining good performance, whatever the satellite point.

    Il doit être clair cependant que l'invention n'est pas limitée aux seuls exemples de réalisations précisément décrits, notamment en regard des figures 3 à 6.It should be clear, however, that the invention is not limited to only examples of embodiments precisely described, in particular with regard to FIGS. 3 to 6.

    En effet, bien que la structure décrite en relation avec ces figures ou toute structure similaire soit particulièrement intéressante, on peut appliquer également les enseignements de l'invention aux antennes selon l'art connu, notamment dans le cas des solutions "B" et "D" précitées.Indeed, although the structure described in relation to these figures or any similar structure is particularly interesting, we can apply also teachings of the invention to the antennas according to the known art, in particular in the case of the above-mentioned solutions "B" and "D".

    En ce qui concerne la solution "B" (balayage linéaire de la tête de réception), il est nécessaire cependant d'adopter des dispositions particulières. En effet, si le balayage s'effectue dans un plan perpendiculaire à l'axe N*, passant par le centre C du réflecteur, cela conduit à un angle d'excentrement égal à zéro. Cette valeur n'est pas acceptable, car elle aurait pour conséquence, du fait de la configuration particulière de mécanisme d'entraínement objet de la demande de brevet européen précitée EP-A1-0 655 796, un blocage de celui-ci.With regard to solution "B" (linear scanning of the head of reception), it is however necessary to adopt special provisions. In indeed, if the scanning is carried out in a plane perpendicular to the axis N *, passing through the center C of the reflector, this leads to an eccentricity angle equal to zero. This value is not acceptable, as it would result, due to the particular configuration of drive mechanism subject to the request for above-mentioned European patent EP-A1-0 655 796, a blocking thereof.

    Pour éviter ce blocage, on rend le plan d'excentrement perpendiculaire au plan de "polarisation verticale de référence" du satellite en effectuant une rotation de 90° de l'antenne complète autour de l'axe de pointage. On place le mécanisme d'entraínement, conforme à la demande de brevet précitée sur le bord du disque réflecteur de l'antenne et on effectue le balayage dans le plan d'excentrement, ce plan étant perpendiculaire à l'axe N* et passant par le centre du réflecteur.To avoid this blockage, the eccentricity plane is made perpendicular to the "vertical reference polarization" plane of the satellite by rotating 90 ° from the complete antenna around the pointing axis. We place the mechanism drive, in accordance with the aforementioned patent application on the edge of the disc antenna reflector and the scanning is carried out in the eccentric plane, this plane being perpendicular to the axis N * and passing through the center of the reflector.

    Pour être conforme à ces exigences, il est naturellement nécessaire d'effectuer des modifications, mineures, sur le système de fixation du réflecteur à une structure fixe (mât ou autre), ainsi que sur son système de réglage initial de l'orientation de l'antenne (pointage vers un des satellites de l'arc à balayer).To comply with these requirements, it is naturally necessary make minor modifications to the reflector mounting system a fixed structure (mast or other), as well as on its initial adjustment system of the orientation of the antenna (pointing to one of the satellites of the arc to be scanned).

    Dans le cas de la solution "D" précitée (antenne comprenant un réflecteur auxiliaire), le balayage du réflecteur auxiliaire s'effectue autour d'un axe parallèle à l'axe N*.In the case of the above-mentioned solution "D" (antenna comprising a auxiliary reflector), the auxiliary reflector is scanned around an axis parallel to the axis N *.

    La Demanderesse a pu constater que, dans les deux cas, les performances de balayage de l'antenne s'en trouvaient améliorées.The Applicant has been able to observe that, in both cases, the antenna scanning performance was improved.

    L'invention n'est pas non plus limitée à la réception des six satellites explicitement décrits. Elle s'applique tout aussi bien à la réception d'autres satellites géostationnaires, en Europe ou dans d'autres régions du globe terrestre. ART CONNU : SOLUTION N° A Diamètre de l'antenne 70 cm Gain de l'antenne 36,5 dBi Rapport signal/interférences ≅ 20 dB Gamme de balayage de l'orbite géostationnaire ± 70 degrés Temps de balayage > 10 secondes Surcoût estimé 1000 FF env. Prix total (gamme de prix) 2400 - 2700 FF ART CONNU : SOLUTION N° B Diamètre de l'antenne 80 cm Gain de l'antenne < 37,5 dBi Rapport signal/interférences < 20 dB Gamme de balayage de l'orbite géostationnaire ± 6 degrés Temps de balayage 20 secondes Surcoût estimé 1550 FF Prix total (gamme de prix) 2900 - 3300 FF ART CONNU : SOLUTION N° C Diamètre de l'antenne 80 cm Gain de l'antenne ≅ 37,5 dBi Rapport signal/interférences ≅ 20 dB Gamme de balayage de l'orbite géostationnaire 6 degrés Temps de balayage < 1 seconde Surcoût estimé 850 FF Prix total (gamme de prix) 2200 - 2600 FF ART CONNU : SOLUTION N° D Diamètre de l'antenne 80 cm Gain de l'antenne < 37,5 dBi Rapport signal/interférences < 20 dB Gamme de balayage de l'orbite géostationnaire ± 3 degrés Temps de balayage ≅ 5 secondes Coordonnées des Stations (en °) Station OEGSTGEEST E W N S Latitude nord 52,14 50,00 50,00 60,00 40,00 Longitude est 4,48 20,00 0,00 10,00 10,00 Coordonnées des satellites (en ° ou km) SATELLITE ASTRA N° 1 EUT-2F3 N° 2 EUT-HB N° 3 EUT-2F2 N° 4 EUT-2F4 N° 5 SIRIUS N° 6 SITE 28,76 29,30 29,75 30,06 30,24 30,30 AZIMUT -18,22 -14,52 -10,81 -7,05 -3,26 -0,60 POLARISAT. -11,16 -8,92 -6,67 -4,36 -2,02 0,00 PORTEE km 38809 38755 38716 38689 38673 38669 Latit. polaire -7,45 -7,46 -7,46 -7,47 -7,47 -7,47 Longi. polaire -20,68 -17,16 -13,86 -10,56 -7,26 -5,05 Données relatives des satellites par rapport à EUT-HB (N° 3) SATELLITE ASTRA N° 1 EUT-2F3 N° 2 EUT-HB N° 3 EUT-2F2 N° 4 EUT-2F4 N° 5 SIRIUS N° 6 Latitude 0,02 0,01 0,00 -0,01 -0,01 -0,01 Longitude -6,81 -3,30 0,00 3,30 6,61 8,81 Balayage/faisceau -2,92 -1,41 0,00 1,41 2,83 3,77 Déplacem. X -0,2 -0,1 0,0 0,1 0,1 0,1 Déplacem. Y 81,2 39,3 0,0 -39,3 -78,7 -104,9 Meil. foc. Z 10,3 2,4 0,0 2,4 9,7 17,2 Pos. radiale Z 5,1 1,2 0,0 1,2 4,8 8,5 The invention is also not limited to the reception of the six satellites explicitly described. It also applies equally well to the reception of other geostationary satellites, in Europe or in other regions of the terrestrial globe. KNOWN ART: SOLUTION N ° A Antenna diameter 70 cm Antenna gain 36.5 dBi Signal / interference ratio ≅ 20 dB Geostationary orbit scanning range ± 70 degrees Scan time > 10 seconds Estimated additional cost 1000 FF approx. Total price (price range) 2400 - 2700 FF KNOWN ART: SOLUTION N ° B Antenna diameter 80 cm Antenna gain <37.5 dBi Signal / interference ratio <20 dB Geostationary orbit scanning range ± 6 degrees Scan time 20 seconds Estimated additional cost 1550 FF Total price (price range) 2900 - 3300 FF KNOWN ART: SOLUTION N ° C Antenna diameter 80 cm Antenna gain ≅ 37.5 dBi Signal / interference ratio ≅ 20 dB Geostationary orbit scanning range 6 degrees Scan time <1 second Estimated additional cost 850 FF Total price (price range) 2200 - 2600 FF KNOWN ART: SOLUTION N ° D Antenna diameter 80 cm Antenna gain <37.5 dBi Signal / interference ratio <20 dB Geostationary orbit scanning range ± 3 degrees Scan time ≅ 5 seconds Station coordinates (in °) Station OEGSTGEEST E W NOT S North Latitude 52.14 50.00 50.00 60.00 40.00 East longitude 4.48 20.00 0.00 10.00 10.00 Satellite coordinates (in ° or km) SATELLITE ASTRA N ° 1 EUT-2F3 N ° 2 EUT-HB N ° 3 EUT-2F2 N ° 4 EUT-2F4 N ° 5 SIRIUS N ° 6 SITE 28.76 29.30 29.75 30.06 30.24 30.30 AZIMUTH -18.22 -14.52 -10.81 -7.05 -3.26 -0.60 POLARISAT. -11.16 -8.92 -6.67 -4.36 -2.02 0.00 Range km 38809 38755 38716 38689 38673 38669 Latit. polar -7.45 -7.46 -7.46 -7.47 -7.47 -7.47 Longi. polar -20.68 -17.16 -13.86 -10.56 -7.26 -5.05 Relative satellite data compared to EUT-HB (N ° 3) SATELLITE ASTRA N ° 1 EUT-2F3 N ° 2 EUT-HB N ° 3 EUT-2F2 N ° 4 EUT-2F4 N ° 5 SIRIUS N ° 6 Latitude 0.02 0.01 0.00 -0.01 -0.01 -0.01 Longitude -6.81 -3.30 0.00 3.30 6.61 8.81 Scan / beam -2.92 -1.41 0.00 1.41 2.83 3.77 Move. X -0.2 -0.1 0.0 0.1 0.1 0.1 Move. Y 81.2 39.3 0.0 -39.3 -78.7 -104.9 Meil. jib. Z 10.3 2.4 0.0 2.4 9.7 17.2 Pos. radial Z 5.1 1.2 0.0 1.2 4.8 8.5

    Claims (10)

    Antenne de réception à balayage du type comprenant un réflecteur parabolique excentré fixe (1), le réflecteur (1) étant destiné à capter les faisceaux (f) d'ondes électromagnétiques polarisées, émises par au moins deux satellites (N°1 à N°6) en orbite géostationnaire, localisés en des endroits distincts d'un arc de ladite orbite, et à focaliser ces faisceaux captés (f) en des points focaux (Pfoc), le réflecteur étant orienté vers les satellites de façon à ce que son axe polaire est perpendiculaire au plan de l'orbite géostationnaire et parallèle à l'axe de la terre, l'antenne comprenant en outre au moins une tête de réception (2) de manière à ce qu'elle soit disposée en relation de proximité avec lesdits points focaux (Pfoc) de manière à recevoir l'énergie véhiculée par les faisceaux focalisés (ffoc) et à la convertir en signaux électriques, caractérisée en ce que chaque tête de réception (2) a un diagramme de rayonnement présentant un axe de sensibilité maximale, cet axe étant orienté sensiblement vers le centre (C) du réflecteur, et en ce que cet axe se trouve dans un plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi (N*) par l'effet miroir du réflecteur et qui comprend le centre (C).Scanning reception antenna of the type comprising a fixed eccentric parabolic reflector (1), the reflector (1) being intended to receive the beams (f) of polarized electromagnetic waves, emitted by at least two satellites (N ° 1 to N ° 6) in geostationary orbit, located in distinct locations of an arc of said orbit, and to focus these captured beams (f) at focal points (P foc ), the reflector being oriented towards the satellites so that its polar axis is perpendicular to the plane of the geostationary orbit and parallel to the axis of the earth, the antenna further comprising at least one receiving head (2) so that it is arranged in proximity relationship with said focal points (P foc ) so as to receive the energy conveyed by the focused beams (f foc ) and to convert it into electrical signals, characterized in that each reception head (2) has a radiation diagram having u n axis of maximum sensitivity, this axis being oriented substantially towards the center (C) of the reflector, and in that this axis is in a plane perpendicular to the polar axis reflected (N *) by the mirror effect of the reflector and which includes the center (C). Antenne selon la revendication 1, ayant une seule tête de réception, caractérisée en ce que cette tête est mobile et est disposée à décrire un segment d'un cercle autour du centre (C) dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.Antenna according to claim 1, having a single reception head, characterized in that this head is movable and is arranged to describe a segment of a circle around the center (C) in said plane perpendicular to the reflected polar axis. Antenne selon la revendication 1, ayant une seule tête de réception, caractérisée en ce que cette tête est mobile et est disposée à décrire une ligne droite qui est sensiblement dans le plan des images des satellites du réflecteur et dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.Antenna according to claim 1, having a single reception head, characterized in that this head is movable and is arranged to describe a straight line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector and in said plane perpendicular to the reflected polar axis. Antenne selon la revendication 1, ayant plusieurs têtes de réception fixe, caractérisée en ce que ces têtes sont contigues et disposées selon un segment de cercle autour du centre (C), le cercle se trouvant dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi.An antenna according to claim 1, having a plurality of reception heads fixed, characterized in that these heads are contiguous and arranged in a segment of circle around the center (C), the circle lying in said plane perpendicular to the reflected polar axis. Antenne selon la revendication 1, ayant plusieurs têtes de réception fixe, caractérisée en ce que les têtes sont contigues et disposées selon une ligne droite qui est sensiblement dans le plan des images des satellites du réflecteur, cette ligne se trouvant dans ledit plan perpendiculaire à l'axe polaire réfléchi. An antenna according to claim 1, having a plurality of reception heads fixed, characterized in that the heads are contiguous and arranged in a line line which is substantially in the plane of the images of the satellites of the reflector, this line lying in said plane perpendicular to the reflected polar axis. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le réflecteur (1) est orienté dans l'espace de façon à ce que son plan d'excentricité (XZ) est aligné à l'un des modes de polarisation du faisceau reçu.Antenna according to claim 1, characterized in that the reflector (1) is oriented in space so that its eccentricity plane (XZ) is aligned with one of the polarization modes of the received beam. Procédé de mise en oeuvre d'une antenne de réception du type comprenant une tête de réception mobile (1) et un réflecteur parabolique excentré fixe (1), le réflecteur (1) étant destiné à capter les faisceaux (f) d'ondes électromagnétiques polarisées, émis par au moins deux satellites (N° 1 à N° 6) en orbite géostationnaire, localisés en des endroits distincts d'un arc de ladite orbite, et à focaliser ces faisceaux captés (f) en des points focaux (Pfoc), l'antenne comprenant en outre un support (3) de la tête de réception (2) de manière à ce qu'elle soit disposée en relation de proximité avec lesdits points focaux (Pfoc) de manière à recevoir l'énergie véhiculée par les faisceaux focalisés (ffoc) et à la convertir en signaux électriques, caractérisé en ce qu'il comprend : une phase préliminaire consistant à orienter dans l'espace aux points focaux ledit réflecteur (1) par rapport à un axe polaire (AP) parallèle à l'axe de rotation du globe terrestre et des orbites géostationnaires, de manière à ce qu'il soit pointé vers un premier satellite (N° 3) localisé sur ledit arc de l'orbite géostationnaire pour une réception optimale de ce satellite, cette orientation déterminé du plan d'excentricité (XZ) du réflecteur (1) et le plan des orbites géostationnaires (f), en ce que, ladite tête de réception (2) ayant un diagramme de rayonnement présentant un axe de sensibilité maximale, cet axe coupe la surface du réflecteur parabolique (1) en son centre et en ce que la tête (2) soit placée dans le plan d'excentricité (XZ) du réflecteur (1) en une première position de proximité desdits points focaux (Pfoc) pour la réception de l'énergie véhiculée par le premier satellite (N° 3), dite position de repos ; et au moins une étape de balayage dudit arc de l'orbite géostationnaire pour réaliser la commutation entre ce premier satellite (N° 3) et un deuxième satellite comprenant le déplacement de la tête de réception (2) à partir de la dite position de repos vers une deuxième position, le déplacement s'effectuant dans un plan (YZ1) perpendiculaire à un axe, dit polaire réfléchi (N*), représentant la réflexion dudit axe polaire (AP) par rapport au plan tangent (PT) à la surface du réflecteur parabolique (1) en son centre (C). Method for implementing a reception antenna of the type comprising a mobile reception head (1) and a fixed eccentric parabolic reflector (1), the reflector (1) being intended to pick up the beams (f) of electromagnetic waves polarized, emitted by at least two satellites (N ° 1 to N ° 6) in geostationary orbit, located in distinct places of an arc of said orbit, and to focus these captured beams (f) in focal points (P foc ), the antenna further comprising a support (3) of the reception head (2) so that it is arranged in proximity relation with said focal points (P foc ) so as to receive the energy conveyed by focused beams (f foc ) and converting it into electrical signals, characterized in that it comprises: a preliminary phase consisting in orienting in space at the focal points said reflector (1) with respect to a polar axis (A P ) parallel to the axis of rotation of the terrestrial globe and of geostationary orbits, so that it either pointed to a first satellite (No. 3) located on said arc of the geostationary orbit for optimal reception of this satellite, this determined orientation of the eccentricity plane (XZ) of the reflector (1) and the plane of geostationary orbits (f), in that, said receiving head (2) having a radiation diagram having an axis of maximum sensitivity, this axis intersects the surface of the parabolic reflector (1) at its center and in that the head (2) is placed in the eccentricity plane (XZ) of the reflector (1) in a first position of proximity of said focal points (P foc ) for the reception of the energy conveyed by the first satellite (No. 3), said position of rest; and at least one step of scanning said arc of the geostationary orbit to effect the switching between this first satellite (No. 3) and a second satellite comprising the displacement of the reception head (2) from said rest position towards a second position, the displacement taking place in a plane (YZ 1 ) perpendicular to an axis, called reflected pole (N *), representing the reflection of said polar axis (A P ) relative to the tangent plane (P T ) at the surface of the parabolic reflector (1) at its center (C). Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce que ledit déplacement pendant l'étape de balayage s'effectue par rotation autour d'un axe (Arot) passant par le centre (C) dudit réflecteur parabolique (1) et parallèle audit axe polaire réfléchi (N*)Method according to Claim 7, characterized in that the said displacement during the scanning step is carried out by rotation around an axis (A rot ) passing through the center (C) of the said parabolic reflector (1) and parallel to the said polar axis reflected (N *) Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que pendant ledit déplacement ledit axe de sensibilité maximale de la tête de réception (2) traverse, à tout instant, le réflecteur parabolique (1) en son centre (C).Method according to claim 8, characterized in that during said displacement of said axis of maximum sensitivity of the reception head (2) traverses, at at all times, the parabolic reflector (1) at its center (C). Procédé selon l'une quelconque des revendications 7 à 9, caractérisé en ce que les satellites étant au moins au nombre de trois (N° 1 à N° 6), la phase préliminaire d'orientation dans l'espace du réflecteur (1) consiste à pointer celui-ci sur le satellite (N° 3) le plus proche du centre de l'arc de l'orbite géostationnaire à balayer.Method according to any of claims 7 to 9, characterized in that the satellites being at least three in number (N ° 1 to N ° 6), the phase preliminary orientation in the space of the reflector (1) consists in pointing it on the satellite (No. 3) closest to the center of the arc of the geostationary orbit at sweep away.
    EP99401976A 1998-08-04 1999-08-03 Scanning offset reflector antenna with movable feed, in particular for the reception of multiple TV satellites, and operating method therefor Withdrawn EP0978898A1 (en)

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