EP1095424A1 - Device and method for transmitting and/or receiving electromagnetic signals with extended radiation pattern adaptative antenna - Google Patents

Device and method for transmitting and/or receiving electromagnetic signals with extended radiation pattern adaptative antenna

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Publication number
EP1095424A1
EP1095424A1 EP99929444A EP99929444A EP1095424A1 EP 1095424 A1 EP1095424 A1 EP 1095424A1 EP 99929444 A EP99929444 A EP 99929444A EP 99929444 A EP99929444 A EP 99929444A EP 1095424 A1 EP1095424 A1 EP 1095424A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
diagram
input
management means
coupler
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP99929444A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Christian Renard
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thomson CSF Detexis SA
Original Assignee
Thomson CSF Detexis SA
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Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF Detexis SA filed Critical Thomson CSF Detexis SA
Publication of EP1095424A1 publication Critical patent/EP1095424A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/29—Combinations of different interacting antenna units for giving a desired directional characteristic
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture
    • H01Q3/2605—Array of radiating elements provided with a feedback control over the element weights, e.g. adaptive arrays
    • H01Q3/2611—Means for null steering; Adaptive interference nulling
    • H01Q3/2629—Combination of a main antenna unit with an auxiliary antenna unit

Definitions

  • the invention relates to the field of transmission and reception of electromagnetic signals.
  • antennas capable of working according to a so-called "radiation" diagram of wide (or wide) shape chosen, that is to say having an angular opening of at least 90 °.
  • the transmission and / or reception devices using these antennas have the advantage of being able to provide wide angular coverage, but this advantage can turn into a disadvantage under certain conditions of use. This is particularly the case when it is desired to ensure a certain discretion, or to overcome interference problems with parasitic signals, or even to provide a certain protection to persons.
  • the invention aims to provide a device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, and the corresponding method, which do not have the aforementioned drawbacks.
  • transmission and / or reception is meant here a device capable only of transmitting, or capable only of receiving, or even capable of both transmitting and receiving.
  • the management means are capable of jointly controlling the first and second antenna means so that they provide a transmission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram electromagnetic signals according to a third diagram whose shape results from a chosen combination of the respective contributions of the first and second diagrams.
  • Partially similar means that the narrow diagram and the extended diagram have a non-zero intersection.
  • Such a combination of the contributions of the diagrams makes it possible in particular to create one or more holes (or “zero") on transmission or on reception, or else one or more bumps (or “amplification zone”) on transmission or at the reception, or even one or more bumps and one or more holes at the emission or at the reception. In other words, it is possible to prohibit or reinforce transmission or reception in at least one chosen area, of predetermined direction, of the extended diagram.
  • This predetermined direction can be fixed or variable for the same device.
  • the second antenna means comprise a multiplicity of antenna elements, shaped into at least one network.
  • the second antenna means comprise a multiplicity of antenna elements, shaped into at least one network.
  • the first and second antenna means are produced using the same technology.
  • This solution is particularly advantageous in cases where the diagram of the second antenna means is cut off, since the maximum level of the combined diagram (extended and narrow) varies at the first order, so that only one attenuation value allows you to bring the level of the narrow diagram to the level of the extended diagram, regardless of the depointing of this narrow diagram.
  • the first antenna means it is possible to use a unitary antenna element chosen, in particular, from so-called isotropic radiation technologies, slot, dipole mounted on a ground plane, printed pad, notch, propeller, monopole mounted on a ground plane, annular slot.
  • the second antenna means are arranged to present a phase center common with the phase center of the first antenna means.
  • An example of configuration consists in surrounding the unitary antenna element with antenna elements of the network.
  • the device may include weighting means to manage the contributions of any secondary lobes of the second diagram
  • the management means may include adjustment means (attenuator or amplifier) making it possible to jointly manage the respective transmit / receive powers of the first and / or second antenna means;
  • the management means may include switching means making it possible to switch the device from a first operating mode in which it simultaneously uses the first and second antenna means, to a second operating mode in which it does not use than the first antenna means, or to a third operating mode in which it uses only the second antenna means.
  • the device according to the invention can be envisaged, and in particular depending on whether it operates in transmission or in reception, for example by using couplers, decouplers, setting-up means. phase, means of phase shift.
  • the invention also provides a method of transmitting / receiving electromagnetic signals for the implementation of devices of the type described above. This process includes the following steps:
  • first and second antenna means ensuring transmission / reception of electromagnetic signals according to respectively a first diagram of chosen extended shape and a second diagram of chosen shape at least partially similar to that of the first diagram;
  • FIG. 1 schematically illustrates an extended shape diagram associated with a unitary antenna element
  • FIG. 2 schematically illustrates a narrow shape diagram associated with an array of antenna elements
  • FIG. 3A to 3D schematically illustrate the main steps of obtaining a wide diagram with "narrow hole” from the diagrams of Figures 1 and 2;
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a first embodiment of a reception device according to the invention.
  • FIG. 5 is a diagram illustrating a second embodiment of a reception device according to the invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating a third embodiment of a reception device according to the invention.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a preferred configuration of the antenna elements
  • FIG. 8 schematically illustrates the superimposition in polar representation of the extended and narrow diagrams, as well as the diagram of their combination, ensuring a centered "hole";
  • FIG. 10 schematically illustrates the superimposition in polar representation of the extended and narrow diagrams, as well as the diagram of their combination, ensuring an off-center "hole" of about 40 °;
  • FIG. 13 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram with a "bump".
  • the invention starts from a device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, provided with an antenna 1 capable of radiating according to a radiation diagram of extended form, also called broad diagram 2, of the type of that illustrated on FIG. 1.
  • a radiation diagram of extended form also called broad diagram 2
  • Such a wide radiation diagram represents both a reception diagram and an antenna emission diagram.
  • a diagram includes both a main lobe and secondary lobes.
  • diagram 2 is meant here a diagram corresponding to an angularly extended beam, that is to say the opening of which in transmission or in reception is at least equal to 90 °, and preferably equal to 180 ° as illustrated in FIG. 1.
  • a wide diagram 2 can extend over an angular sector greater than 180 °, or even up to approximately 360 ° as in the case of an antenna with isotropic radiation.
  • any antenna offering a wide (or extended) diagram as defined above can be used in a device according to the invention.
  • antennas with an isotropic radiating element but also antennas with a weakly directing radiating element, such as those having a diagram having a maximum in a given direction, and more precisely radiating elements of the type slot, dipole on ground plane, printed pad, notch, propeller, and the like.
  • radiating elements offering a toroidal diagram and in particular elements of the monopole type on ground plane, annular slot, and the like.
  • the invention aims to transform a device with a wide diagram antenna of fixed shape, into a device with a wide diagram of adaptable shape.
  • the term “adaptable” is understood here to be able to modify the shape of the extended or wide diagram by forming what the skilled person calls a narrow “zero” (see FIG. 9), so as to cancel reception. , or else prohibit the transmission of a signal in a preferred direction, for example a spurious signal, and / or a narrow “bump” (see FIG. 13), so as to reinforce the level of transmission or reception in a preferred direction of the extended or wide diagram 2. It is clear that the invention can make it possible to create one or more zeros, or one or more bumps, or even a combination of zero (s) and bump (s).
  • the invention adds to the broad diagram antenna transmission and / or reception device 1 an antenna 3 with a narrow diagram 4 of the type of that illustrated in FIG. 2.
  • the unitary element which generally constitutes the antenna 1 with a wide diagram 2 and the radiating elements 3-i which constitute the array antenna 3 are produced using the same technology.
  • the level of the maximum of this beam varies at first order according to an "envelope" defined by the diagram of each element 3-i of said array antenna 3.
  • the level (emission or reception) of an antenna is defined as being the maximum amplitude of the diagram of this antenna in a given direction or in other words the difference in amplitude which separates a point from the envelope delimiting the diagram of the zero amplitude level. This envelope is shown by broken lines in Figures 1 to 3).
  • the narrow diagram 4 of the array antenna 3 is offset by approximately 45 ° relative to the main axis I of the extended diagram 2, so that by combining the wide 2 and narrow 4 diagrams from an electromagnetic point of view, a modification (here a zero) of said wide diagram is made in said depointing direction, that is to say approximately 45 ° from its main axis I.
  • a modification here a zero
  • FIGS. 1 to 3 are two-dimensional projections of three-dimensional diagrams, that is to say that the beam emitted or received by the antenna is not contained in a plane , but it is contained in a volume.
  • the depointing of the narrow diagram 4 of the array antenna 3 is therefore defined by two angles relative to the main axis I.
  • the beam direction of the array antenna is selected 3.
  • the respective levels of the wide 2 and narrow diagrams are governed.
  • the setting being relative , it is obvious that we can either adjust the level of one of the two diagrams, or adjust the two levels together. When a zero is desired in a preferred direction, the adjustment consists in making the two levels of the two diagrams substantially coincide.
  • a third step we combine (from an electromagnetic point of view) the two diagrams thus obtained by playing on their relative phases.
  • the generation of a zero in a direction D of the extended diagram 2 can be obtained either by subtraction of the electromagnetic signals in phase associated respectively with the two antennas 1 and 3, or by summation of said signals in opposition to phase.
  • the generation of a zero in a direction D of the extended diagram 2 can be obtained by summing said signals in phase opposition.
  • a unitary radiating element 1 is provided to make the antenna with an extended diagram, as well as a plurality of radiating elements 3-i (i ⁇ 1 to N) to form the antenna.
  • network 3 providing the narrow diagram 4.
  • Each radiating element 3-i is connected to phase-shifting means 5-i such as a phase-shifter or a line with programmable length.
  • the phase shifting means 5-i are jointly controlled by a management module 6, for example from a phase law (or lighting law).
  • each phase-shifter or line with programmable length, or the like can only take a single value, always the same.
  • the management module 6 is capable of generating for each envisaged depointing an appropriate phase law defining the phase adjustment for each radiating element 3-i.
  • phase law it is also necessary to manage a possible phase shift due to the position difference between the respective phase centers of the two antennas 1 and 3, and in view of the direction of depointing D of the array antenna 3 relative to the main axis I of the antenna with a wide diagram 1.
  • Such an adjustment of position deviation can be directly managed by the management module 6, at using only phase-shifting elements 5-i.
  • FIG. 7 shows an example of the configuration of the radiating elements 1 and 3-i of the extended diagram antenna 1 and of the array antenna 3 which makes it possible to confuse the positions of the phase centers of each of the two antennas 1 and 3. More specifically, in the example illustrated, the unit radiating element 1 of the extended diagram antenna 1 is placed at the center of the configuration, and the radiating elements 3-i constituting the array antenna 3 are distributed regularly at the periphery of this unitary element 1. The phase centers of the two antennas are thus merged at the point C materializing the center of the unitary radiating element 1, through which the main axis I of its extended diagram 2 passes.
  • a power distributor 7 of type 1 by N is provided upstream of the phase shift means 5-i, relative to the direction of propagation of the signals.
  • an N by 1 type coupler or summator is used, which is then considered to be placed downstream of the phase shifters relative to the direction of propagation of the signals.
  • the signal supply of the antenna with a wide diagram 1 and of the array antenna with a narrow diagram 3 is provided by a power supply module 8, preferably radiofrequency.
  • this radio frequency power supply module 8 includes an output 9 coupled to the input of a decoupler (or coupler depending on whether one is in transmission or in reception).
  • the decoupler (or coupler) is a "magic tee", for example, the two outputs 10 and 11 of which are coupled respectively to the antenna with extended diagram 1 and the antenna with narrow diagram 3, and more precisely to its power distributor 7 (or to its adder depending on whether one is transmitting or receiving).
  • the magic tee has the advantage of providing on one of its two output (or input) channels, called the "difference" channel, a phase shift of 180 ° with respect to the other of its two channels.
  • difference the phase shift of 180 ° with respect to the other of its two channels.
  • other types of decoupler or coupler could be provided.
  • a power attenuation equal to l / rçxN 2 must be applied to the signal delivered by the network antenna 3, before it is added to the signal delivered by the antenna with an extended diagram 1.
  • each output (or input) of the magic tee can be equipped with an attenuator or an amplifier, as required.
  • the device which has just been described, with reference to FIG. 4, can only generate zeros (or holes), due to the phase shift of 180 ° which exists between the respective signals of the antennas 1 and 3.
  • a decoupler with phase outputs should be used for transmission, and for reception a coupler with phase inputs, instead of the aforementioned phase-shifted magic tee.
  • the device when the device functions as a receiver, it does not include a radio frequency power supply module 8, but a signal analyzer connected to the output of the coupler.
  • FIG. 8 schematically illustrates, on the one hand, the polar representation of an extended diagram 2, on the other hand, the polar representation of a narrow diagram 4 oriented along the main axis I of the extended diagram 2, and thirdly, the diagram 27 representing the combination by subtraction, in a polar representation, of the extended 2 and narrow 4 diagrams.
  • FIG. 9 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram illustrated in FIG. 8, which generates a zero (or "hole") centered with respect to the main axis I of the extended diagram 2.
  • FIG. 10 is a variant of FIG. 8 in which the array antenna 3 is arranged, and controlled, so as to provide a narrow diagram 4 formed of a main lobe 4-i, here depointed, and of secondary lobes 4- 2 and 4-3, so as to generate a resulting diagram 28 having, on the one hand, an off-center zero of approximately 40 °, and a bump off-center substantially at the same angle as the main lobe 4-1 of the narrow diagram.
  • FIG. 11 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram 28 illustrated in FIG. 10.
  • Figure 13 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram having a substantially centered bump.
  • the device illustrated in FIG. 4 may alternatively comprise several network antennas, or a network antenna subdivided into sub-networks, each sub-network or each network antenna having its own narrow diagram, so as to generate as many zeros or bumps as needed.
  • FIG. 12 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram with two zeros (or holes) obtained using two array antennas combined with an antenna with an extended diagram.
  • the second example illustrated in FIG. 5 is a simplified variant of the first embodiment illustrated in FIG. 4.
  • the decoupler 12 and the attenuator 13 are advantageously replaced by an asymmetrical decoupler 15 when the device is operating. as a transmitter, or by an asymmetrical coupler when it functions as a receiver.
  • an asymmetrical decoupler in transmission
  • an asymmetrical coupler in reception
  • the 180 ° phase shifter is not required when one or more bumps are desired, unless one wishes to perform a subtraction of the received signals, since from the electromagnetic point of view, a subtraction of signals in opposition to phase is equivalent to summing signals in phase.
  • FIG. 6 illustrates a third embodiment of the invention, in which the device can operate according to one of the following three modes:
  • the device illustrated in FIG. 6 takes up the elements constituting the device illustrated in FIG. 5, and adds two switches 17 and 18 to it, the respective states of which are preferably managed by the management module 6 (not shown).
  • the switch 17 comprises, in the transmitter version, an input 19 supplied by the radio frequency power supply module 8, and two outputs 20 and 21, respectively supplying the input of the asymmetrical decoupler 15 and one 22 of the two inputs of the second switch 18.
  • the second input 23 of the second switch 18 is connected to one 24 of the two outputs of the asymmetrical decoupler 15, the other output 25 of which is, in this example, connected to the network antenna 3, and more precisely at the input of the power distributor 7.
  • the second switch 18 has a single output 26 which feeds the antenna with extended diagram 1.
  • an asymmetrical decoupler in transmission
  • an asymmetrical coupler in reception
  • this 180 ° phase shifter could be placed on the line supplying the network antenna 3, upstream of the power distributor 7 (in transmission) or downstream of the power summator (in reception), or even on the line supplying extended diagram antenna 1.
  • the first switch 17 can take two states, a first state in which its input 19 is connected to its output 20, itself connected to the input of the asymmetrical decoupler 15, and a second state in which its input 19 is connected to the other output 21 connected to input 22 of the second switch 18.
  • the second switch 18 can also take two states, a first state in which its input 23, connected to the output 24 of the asymmetrical decoupler 15, is connected to its output 26, which supplies the antenna with extended diagram 1, and a second state in which its input 22 is connected to said output 26.
  • the device when the first switch 17 is in its first state and the second switch 18 is in its second state, the device can operate as a narrow diagram transmitter or receiver.
  • the transmitting or receiving device can generate zero (s) and / or bump (s) in the extended diagram provided by the antenna with unitary element 1.
  • the transmission and / or reception device produces the only extended diagram.
  • the network antenna 3 has a specific phase law (or lighting law) intended to form what the skilled person calls a "flat" beam.
  • phase law or lighting law
  • Such a flat beam, and the specific lighting laws enabling it to be obtained, are for example taught in the document by D. CADIO & C. RENARD: "Adaptivity of the radiation pattern of array antennas with electronic scanning", Seminar CNES, Active antennas - MMIC, Saint-Rapha ⁇ l, June 23-26, 1997.
  • weighting means intended to manage the power supplying each radiating element 3- i of the network antenna (in transmission), or to attenuate or amplify each signal received by each element 3-i of this same network antenna. In this way, it is possible to reduce the level of the secondary lobes which accompany the main lobe of the narrow diagram formed by the array antenna 3.
  • Weighting, and / or obtaining a specific lighting or phase law can advantageously be obtained using elements in a fixed or variable state, such as amplitude level adjusters (attenuators or amplifica - teurs according to the variants).

Abstract

The invention concerns a device for transmitting and/or receiving electromagnetic signals comprising first (1) and second (3) antenna means transmitting/receiving electromagnetic signals according to a first radiation pattern with selected extended shape and a second radiation pattern with selected shape at least partially similar to that of the first radiation pattern. Managing means (6) jointly control the first (1) and second (3) antenna means such that they provide electromagnetic signal transmission/reception according to a third radiation pattern whereof the shape results from a selected combination of contributions from the first and second radiation patterns respectively.

Description

DISPOSITIF ET PROCEDE D ' EMISS ION ET/OU DE RECEPTION DE S IGNAUX ELECTROMAGNETIQUES A ANTENNE ADAPTATIVE A D IAGRAMME ETENDUDEVICE AND METHOD FOR TRANSMITTING AND / OR RECEIVING ELECTROMAGNETIC SIGNALS WITH EXTENDED IAGRAM ADAPTIVE ANTENNA
L'invention concerne le domaine de l'émission et de la réception de signaux électromagnétiques.The invention relates to the field of transmission and reception of electromagnetic signals.
En émission/réception, on connaît des antennes capables de travailler selon un diagramme dit "de rayonnement" de forme étendue (ou large) choisie, c'est à dire présentant une ouverture angulaire d'au moins 90°.In transmission / reception, there are known antennas capable of working according to a so-called "radiation" diagram of wide (or wide) shape chosen, that is to say having an angular opening of at least 90 °.
Les dispositifs d'émission et/ou de réception utilisant ces antennes ont l'avantage de pouvoir assurer une couverture angulaire étendue, mais cet avantage peut se transformer en inconvénient dans certaines conditions d'utilisation. C'est notamment le cas lorsque l'on souhaite assurer une certaine discrétion, ou s'affranchir de problèmes d'interférence avec des signaux parasites, ou encore assurer une certaine protection à des personnes.The transmission and / or reception devices using these antennas have the advantage of being able to provide wide angular coverage, but this advantage can turn into a disadvantage under certain conditions of use. This is particularly the case when it is desired to ensure a certain discretion, or to overcome interference problems with parasitic signals, or even to provide a certain protection to persons.
L'invention a pour but de procurer un dispositif d'émission et/ou de réception de signaux électromagnétiques, et le procédé correspondant, qui ne présentent pas les inconvénients précités. On entend ici par émission et/ou réception, un dispositif capable seulement d'émettre, ou bien capable seulement de recevoir, ou bien encore capable à la fois d'émettre et de recevoir.The invention aims to provide a device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, and the corresponding method, which do not have the aforementioned drawbacks. By transmission and / or reception is meant here a device capable only of transmitting, or capable only of receiving, or even capable of both transmitting and receiving.
Elle propose à cet effet un dispositif du type décrit dans l'introduction, dans lequel, d'une part, on prévoit en combinaison avec les (premiers) moyens d'antenne à (premier) diagramme de forme étendue, des seconds moyens d'antenne offrant un second diagramme dont la forme est choisie au moins partiellement similaire à celle du premier diagramme, et d'autre part, les moyens de gestion sont capables de contrôler conjointement les premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme dont la forme résulte d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier et second diagrammes.To this end, it proposes a device of the type described in the introduction, in which, on the one hand, provision is made in combination with the (first) antenna means with (first) extended diagram, second means for antenna providing a second diagram, the shape of which is chosen at least partially similar to that of the first diagram, and on the other hand, the management means are capable of jointly controlling the first and second antenna means so that they provide a transmission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram electromagnetic signals according to a third diagram whose shape results from a chosen combination of the respective contributions of the first and second diagrams.
On entend par "partiellement similaire", le fait que le diagramme étroit et le diagramme étendu présentent une intersection non nulle."Partially similar" means that the narrow diagram and the extended diagram have a non-zero intersection.
Une telle combinaison des contributions des diagrammes permet notamment de créer un ou plusieurs trous (ou "zéro") à l'émission ou à la réception, ou bien une ou plusieurs bosses (ou "zone d'amplification") à l'émission ou à la réception, ou bien encore une ou plusieurs bosses et un ou plusieurs trous à l'émission ou à la réception. En d'autres termes, il est possible d'interdire ou de renforcer l'émission ou la réception dans au moins une zone choisie, de direction prédéterminée, du diagramme étendu.Such a combination of the contributions of the diagrams makes it possible in particular to create one or more holes (or "zero") on transmission or on reception, or else one or more bumps (or "amplification zone") on transmission or at the reception, or even one or more bumps and one or more holes at the emission or at the reception. In other words, it is possible to prohibit or reinforce transmission or reception in at least one chosen area, of predetermined direction, of the extended diagram.
Cette direction prédéterminée (orientation spatiale) peut être fixe ou variable pour un même dispositif.This predetermined direction (spatial orientation) can be fixed or variable for the same device.
Avantageusement, les seconds moyens d'antenne comprennent une multiplicité d'éléments d'antenne, conformée en au moins un réseau. Bien entendu, pour générer plusieurs trous ou bosses, on peut utiliser plusieurs réseaux.Advantageously, the second antenna means comprise a multiplicity of antenna elements, shaped into at least one network. Of course, to generate several holes or bumps, one can use several networks.
De préférence, les premiers et seconds moyens d'antenne sont réalisés dans une même technologie. Cette solution est particulièrement avantageuse dans les cas où l'on dépointe le diagramme des seconds moyens d'antenne, car le niveau du maximum du diagramme combiné (étendu et étroit) varie au premier ordre, si bien qu'une seule valeur d'atténuation permet d'amener le niveau du diagramme étroit au niveau du diagramme étendu, quel que soit le dépointage de ce dia- gramme étroit.Preferably, the first and second antenna means are produced using the same technology. This solution is particularly advantageous in cases where the diagram of the second antenna means is cut off, since the maximum level of the combined diagram (extended and narrow) varies at the first order, so that only one attenuation value allows you to bring the level of the narrow diagram to the level of the extended diagram, regardless of the depointing of this narrow diagram.
Pour réaliser les premiers moyens d'antenne on pourra utiliser un élément d'antenne unitaire choisi, notamment, parmi les technologies dites à rayonnement isotrope, à fente, à dipôle monté sur un plan de masse, à pavé imprimé, à encoche, à hélice, à monopôle monté sur un plan de masse, à fente annulaire.To make the first antenna means, it is possible to use a unitary antenna element chosen, in particular, from so-called isotropic radiation technologies, slot, dipole mounted on a ground plane, printed pad, notch, propeller, monopole mounted on a ground plane, annular slot.
Par ailleurs, de manière à simplifier les traitements au niveau des moyens de gestion, les seconds moyens d'antenne sont agencés pour présenter un centre de phase commun avec le centre de phase des premiers moyens d'antenne. Un exemple de configuration consiste à entourer l'élément d'antenne unitaire d'éléments d'antenne du réseau.Furthermore, in order to simplify the processing at the level of the management means, the second antenna means are arranged to present a phase center common with the phase center of the first antenna means. An example of configuration consists in surrounding the unitary antenna element with antenna elements of the network.
De nombreux autres aménagements peuvent être envisagés séparément ou en combinaison, comme indiqué ci-après :Many other arrangements can be envisaged separately or in combination, as indicated below:
- le dispositif pourra comprendre des moyens de pondération pour gérer les contributions d'éventuels lobes secondaires du second diagramme;- The device may include weighting means to manage the contributions of any secondary lobes of the second diagram;
- les moyens de gestion pourront comprendre des moyens d'ajustement (atténuateur ou amplificateur) permettant de gérer conjointement les puissances respectives d'é is- sion/réception des premiers et/ou seconds moyens d'antenne;the management means may include adjustment means (attenuator or amplifier) making it possible to jointly manage the respective transmit / receive powers of the first and / or second antenna means;
- les moyens de gestion pourront comprendre des moyens de commutation permettant de faire passer le dispositif d'un premier mode de fonctionnement dans lequel il utilise simultanément les premiers et seconds moyens d'antenne, à un second mode de fonctionnement dans lequel il n'utilise que les premiers moyens d'antenne, ou à un troisième mode de fonctionnement dans lequel il n'utilise que les seconds moyens d'antenne.- the management means may include switching means making it possible to switch the device from a first operating mode in which it simultaneously uses the first and second antenna means, to a second operating mode in which it does not use than the first antenna means, or to a third operating mode in which it uses only the second antenna means.
Comme il sera précisé plus loin, on peut envisager de nombreuses formes de réalisation du dispositif selon l'invention, et notamment selon qu'il fonctionne en émission ou en réception, par exemple en utilisant des coupleurs, des découpleurs, des moyens de mise en phase, des moyens de déphasage.As will be specified below, many embodiments of the device according to the invention can be envisaged, and in particular depending on whether it operates in transmission or in reception, for example by using couplers, decouplers, setting-up means. phase, means of phase shift.
L'invention propose également un procédé d'émission/réception de signaux électromagnétiques pour la mise en oeuvre de dispositifs du type de ceux décrits ci-avant. Ce procédé comprend les étapes suivantes :The invention also provides a method of transmitting / receiving electromagnetic signals for the implementation of devices of the type described above. This process includes the following steps:
- prévoir des premiers et des seconds moyens d'antenne assurant une émission/réception de signaux électromagné- tiques selon respectivement un premier diagramme de forme étendue choisie et un second diagramme de forme choisie au moins partiellement similaire à celle du premier diagramme; et- Providing first and second antenna means ensuring transmission / reception of electromagnetic signals according to respectively a first diagram of chosen extended shape and a second diagram of chosen shape at least partially similar to that of the first diagram; and
- contrôler conjointement les premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme résultant d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier et second diagrammes.- jointly control the first and second antenna means so that they provide transmission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram resulting from a chosen combination of the respective contributions of the first and second diagrams.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront a l'examen de la description détaillée qui va suivre et des dessins annexés, sur lesquels :Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description which follows and the appended drawings, in which:
- la figure 1 illustre schématiquement un diagramme de forme étendue associé à un élément d'antenne unitaire;- Figure 1 schematically illustrates an extended shape diagram associated with a unitary antenna element;
- la figure 2 illustre schématiquement un diagramme de forme étroite associé à un réseau d'éléments d'antenne;- Figure 2 schematically illustrates a narrow shape diagram associated with an array of antenna elements;
- les figures 3A à 3D illustrent schématiquement les principales étapes d'obtention d'un diagramme large à "trou étroit" à partir des diagrammes des figures 1 et 2; et- Figures 3A to 3D schematically illustrate the main steps of obtaining a wide diagram with "narrow hole" from the diagrams of Figures 1 and 2; and
- la figure 4 est un schéma illustrant un premier mode de réalisation d'un dispositif de réception selon l'invention;- Figure 4 is a diagram illustrating a first embodiment of a reception device according to the invention;
- la figure 5 est un schéma illustrant un second mode de réalisation d'un dispositif de réception selon l'invention;- Figure 5 is a diagram illustrating a second embodiment of a reception device according to the invention;
- la figure 6 est un schéma illustrant un troisième mode de réalisation d'un dispositif de réception selon l'invention;- Figure 6 is a diagram illustrating a third embodiment of a reception device according to the invention;
- la figure 7 est un schéma illustrant une configuration préférentielle des éléments d'antenne; - la figure 8 illustre schématiquement la superposition en représentation polaire des diagrammes étendu et étroit, ainsi que le diagramme de leur combinaison, assurant un "trou" centré;- Figure 7 is a diagram illustrating a preferred configuration of the antenna elements; - Figure 8 schematically illustrates the superimposition in polar representation of the extended and narrow diagrams, as well as the diagram of their combination, ensuring a centered "hole";
- la figure 9 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle du diagramme de combinaison de la figure 8;- Figure 9 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram of Figure 8;
- la figure 10 illustre schématiquement la superposition en représentation polaire des diagrammes étendu et étroit, ainsi que le diagramme de leur combinaison, assurant un "trou" décentré d'environ 40°;- Figure 10 schematically illustrates the superimposition in polar representation of the extended and narrow diagrams, as well as the diagram of their combination, ensuring an off-center "hole" of about 40 °;
- la figure 11 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle du diagramme de combinaison de la figure 10;- Figure 11 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram of Figure 10;
- la figure 12 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle d'un diagramme de combinaison à deux- Figure 12 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram with two
"trous"; et"holes"; and
- la figure 13 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle d'un diagramme de combinaison à une "bosse" .- Figure 13 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram with a "bump".
Les dessins annexés sont, pour l'essentiel, de caractère certain. En conséquence, ils pourront non seulement servir à compléter celle-ci, mais aussi contribuer à la définition de l'invention le cas échéant.The attached drawings are, for the most part, certain. Consequently, they may not only serve to supplement it, but also contribute to the definition of the invention if necessary.
L'invention part d'un dispositif d'émission et/ou de réception de signaux électromagnétiques, muni d'une antenne 1 capable de rayonner selon un diagramme de rayonnement de forme étendue, encore appelé diagramme large 2, du type de celui illustré sur la figure 1. Un tel diagramme de rayonnement large représente aussi bien un diagramme de réception qu'un diagramme d'émission d'antenne. Dans ce qui suit, on assimile le lobe principal d'un diagramme au diagramme lui- même, comme illustré sur les figures 1 et 2. Mais, il est clair qu'un diagramme comprend à la fois un lobe principal et des lobes secondaires.The invention starts from a device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, provided with an antenna 1 capable of radiating according to a radiation diagram of extended form, also called broad diagram 2, of the type of that illustrated on FIG. 1. Such a wide radiation diagram represents both a reception diagram and an antenna emission diagram. In what follows, we assimilate the main lobe of a diagram to the diagram itself similarly, as illustrated in FIGS. 1 and 2. However, it is clear that a diagram includes both a main lobe and secondary lobes.
On entend ici par diagramme large 2, un diagramme correspondant à un faisceau angulairement étendu, c'est-à-dire dont l'ouverture en émission, ou en réception, est au moins égale à 90°, et de préférence égale à 180° comme illustré sur la figure 1. Néanmoins, un tel diagramme large 2 peut s'étendre sur un secteur angulaire supérieur à 180°, voire jusqu'à 360° environ comme dans le cas d'une antenne à rayonnement isotrope.By broad diagram 2 is meant here a diagram corresponding to an angularly extended beam, that is to say the opening of which in transmission or in reception is at least equal to 90 °, and preferably equal to 180 ° as illustrated in FIG. 1. However, such a wide diagram 2 can extend over an angular sector greater than 180 °, or even up to approximately 360 ° as in the case of an antenna with isotropic radiation.
En conséquence, toute antenne offrant un diagramme large (ou étendu) tel que défini ci-avant, peut être utilisée dans un dispositif selon l'invention. On pourra notamment utiliser des antennes à élément rayonnant de type isotrope, mais également des antennes à élément rayonnant faiblement direc- tif, comme par exemple ceux possédant un diagramme présen- tant un maximum dans une direction donnée, et plus précisément les éléments rayonnants de type fente, dipôle sur plan de masse, pavé imprimé, encoche, hélice, et analogues. On pourra également utiliser des éléments rayonnants offrant un diagramme de forme torique, et notamment les éléments de type monopôle sur plan de masse, fente annulaire, et analogues .Consequently, any antenna offering a wide (or extended) diagram as defined above, can be used in a device according to the invention. In particular, it is possible to use antennas with an isotropic radiating element, but also antennas with a weakly directing radiating element, such as those having a diagram having a maximum in a given direction, and more precisely radiating elements of the type slot, dipole on ground plane, printed pad, notch, propeller, and the like. It will also be possible to use radiating elements offering a toroidal diagram, and in particular elements of the monopole type on ground plane, annular slot, and the like.
L'invention a pour but de transformer un dispositif muni d'une antenne à diagramme large de forme fixe, en un dispositif muni d'un diagramme large de forme adaptable. On entend ici par "adaptable", le fait de pouvoir modifier la forme du diagramme étendu, ou large, en y formant ce que l'homme du métier appelle un "zéro" étroit (voir figure 9), de manière à annuler la réception, ou bien interdire l'émission, d'un signal dans une direction privilégiée, par exemple un signal parasite, et/ou une "bosse" étroite (voir figure 13), de manière à renforcer le niveau d'émission ou de réception dans une direction privilégiée du diagramme étendu ou large 2. Il est clair que l'invention peut permettre de créer un ou plusieurs zéros, ou bien une ou plusieurs bosses, ou encore une combinaison de zéro(s) et de bosse(s).The invention aims to transform a device with a wide diagram antenna of fixed shape, into a device with a wide diagram of adaptable shape. The term “adaptable” is understood here to be able to modify the shape of the extended or wide diagram by forming what the skilled person calls a narrow “zero” (see FIG. 9), so as to cancel reception. , or else prohibit the transmission of a signal in a preferred direction, for example a spurious signal, and / or a narrow "bump" (see FIG. 13), so as to reinforce the level of transmission or reception in a preferred direction of the extended or wide diagram 2. It is clear that the invention can make it possible to create one or more zeros, or one or more bumps, or even a combination of zero (s) and bump (s).
Pour atteindre ce but, l'invention vient adjoindre au dispositif d'émission et/ou réception à antenne à diagramme large 1 une antenne 3 à diagramme étroit 4 du type de celui illustré sur la figure 2.To achieve this aim, the invention adds to the broad diagram antenna transmission and / or reception device 1 an antenna 3 with a narrow diagram 4 of the type of that illustrated in FIG. 2.
Preferentiellement, l'antenne 3 à diagramme étroit 4 est réalisée à partir d'un réseau d'éléments rayonnants 3-i (sur la figure 2, i=l ou 2). Plus preferentiellement encore, l'élément unitaire qui constitue généralement l'antenne 1 à diagramme large 2 et les éléments rayonnants 3-i qui constituent l'antenne réseau 3 sont réalisés dans une même technologie. Ainsi, en cas de dépointage du faisceau de l'antenne réseau 3, pour privilégier un zéro ou une bosse dans la direction privilégiée de dépointage, le niveau du maximum de ce faisceau varie au premier ordre suivant une "enveloppe" définie par le diagramme de chaque élément 3-i de ladite antenne réseau 3. A l'aide d'une seule valeur d'atténuation (notion sur laquelle on reviendra plus loin), il est donc possible d'amener le niveau du faisceau de l'antenne réseau 3 au même niveau que celui du diagramme de l'élément rayonnant unitaire 3-i formant cette antenne 3, et cela quel que soit le dépointage angulaire du faisceau de l'antenne réseau 3.Preferably, the antenna 3 with a narrow diagram 4 is produced from a network of radiating elements 3-i (in FIG. 2, i = 1 or 2). Even more preferably, the unitary element which generally constitutes the antenna 1 with a wide diagram 2 and the radiating elements 3-i which constitute the array antenna 3 are produced using the same technology. Thus, in the event of the deflection of the beam of the array antenna 3, in order to favor a zero or a bump in the preferred direction of depointing, the level of the maximum of this beam varies at first order according to an "envelope" defined by the diagram of each element 3-i of said array antenna 3. With the aid of a single attenuation value (notion to which we will return later), it is therefore possible to bring the level of the beam of the array antenna 3 at the same level as that of the diagram of the unitary radiating element 3-i forming this antenna 3, and this whatever the angular depointing of the beam of the array antenna 3.
Le niveau (d'émission ou de réception) d'une antenne est défini comme étant l'amplitude maximale du diagramme de cette antenne dans une direction donnée ou en d'autres termes l'écart en amplitude qui sépare un point de l'enveloppe délimitant le diagramme du niveau d'amplitude nulle. Cette enveloppe est matérialisée par des traits discontinus sur les figures 1 à 3).The level (emission or reception) of an antenna is defined as being the maximum amplitude of the diagram of this antenna in a given direction or in other words the difference in amplitude which separates a point from the envelope delimiting the diagram of the zero amplitude level. This envelope is shown by broken lines in Figures 1 to 3).
Dans l'exemple illustré sur les figures 3A à 3D, le diagramme étroit 4 de l'antenne réseau 3 est dépointé d'environ 45° par rapport à l'axe principal I du diagramme étendu 2, de sorte qu'en combinant du point de vue électromagnétique les diagrammes large 2 et étroit 4, une modification (ici un zéro) dudit diagramme large soit apportée dans ladite direction de dépointage, soit environ à 45° de son axe principal I. Bien entendu, dans d'autres exemples, on pourrait générer une bosse et/ou un zéro, ou plusieurs bosses et/ou plusieurs zéros, dans des directions éventuellement différentes de celle illustrée, relativement à l'axe principal I, ou bien dans la direction de cet axe I.In the example illustrated in FIGS. 3A to 3D, the narrow diagram 4 of the array antenna 3 is offset by approximately 45 ° relative to the main axis I of the extended diagram 2, so that by combining the wide 2 and narrow 4 diagrams from an electromagnetic point of view, a modification (here a zero) of said wide diagram is made in said depointing direction, that is to say approximately 45 ° from its main axis I. Of course , in other examples, one could generate a bump and / or a zero, or several bumps and / or several zeros, in directions possibly different from that illustrated, relative to the main axis I, or else in the direction of this axis I.
Il faut noter, par ailleurs, que les diagrammes représentés sur les figures 1 à 3 sont des projections bidimensionnelles de diagrammes tridimensionnels, c'est-à-dire que le faisceau émis ou reçu par l'antenne n'est pas contenu dans un plan, mais qu'il est contenu dans un volume. Le dépointage du diagramme étroit 4 de l'antenne réseau 3 est donc défini par deux angles rapportés à l'axe principal I.It should also be noted that the diagrams represented in FIGS. 1 to 3 are two-dimensional projections of three-dimensional diagrams, that is to say that the beam emitted or received by the antenna is not contained in a plane , but it is contained in a volume. The depointing of the narrow diagram 4 of the array antenna 3 is therefore defined by two angles relative to the main axis I.
Pour modifier (ou adapter) un diagramme étendu 2, il est nécessaire d'effectuer au moins les opérations suivantes.To modify (or adapt) an extended diagram 2, it is necessary to carry out at least the following operations.
Dans un premier temps (voir figure 3B), on sélectionne la direction du faisceau de l'antenne réseau 3. Dans un second temps (voir figure 3C), on régie les niveaux respectifs des diagrammes large 2 et étroit 4. Le réglage étant relatif, il est bien évident que l'on peut, soit régler le niveau de l'un des deux diagrammes, soit régler les deux niveaux conjointement. Lorsqu'un zéro est souhaité dans une direction privilégiée, le réglage consiste à faire sensiblement coïncider les deux niveaux des deux diagrammes.Firstly (see Figure 3B), the beam direction of the array antenna is selected 3. Secondly (see Figure 3C), the respective levels of the wide 2 and narrow diagrams are governed. The setting being relative , it is obvious that we can either adjust the level of one of the two diagrams, or adjust the two levels together. When a zero is desired in a preferred direction, the adjustment consists in making the two levels of the two diagrams substantially coincide.
Dans un troisième temps, on combine (du point de vue électromagnétique) les deux diagrammes ainsi obtenus en jouant sur leurs phases relatives. Par exemple, lorsque le dispositif fonctionne en tant que récepteur, la génération d'un zéro dans une direction D du diagramme étendu 2, peut être obtenue soit par soustraction des signaux électromagnétiques en phase associés respectivement aux deux antennes 1 et 3, soit par sommation desdits signaux en opposition de phase. En revanche, lorsque le dispositif fonctionne en tant qu'émetteur, la génération d'un zéro dans une direction D du diagramme étendu 2 , peut être obtenue par sommation desdits signaux en opposition de phase.In a third step, we combine (from an electromagnetic point of view) the two diagrams thus obtained by playing on their relative phases. For example, when the device functions as a receiver, the generation of a zero in a direction D of the extended diagram 2, can be obtained either by subtraction of the electromagnetic signals in phase associated respectively with the two antennas 1 and 3, or by summation of said signals in opposition to phase. On the other hand, when the device functions as a transmitter, the generation of a zero in a direction D of the extended diagram 2 can be obtained by summing said signals in phase opposition.
De la même façon, pour générer une bosse, c'est-à-dire pour renforcer le niveau du diagramme étendu dans une direction D donnée, il suffira de sommer les signaux électromagnétiques en phase des deux antennes 1 et 3 ou de soustraire lesdits signaux électromagnétiques en opposition de phase.In the same way, to generate a bump, that is to say to reinforce the level of the extended diagram in a given direction D, it will suffice to add the electromagnetic signals in phase from the two antennas 1 and 3 or to subtract said signals electromagnetic in phase opposition.
On a représenté sur les figures 4 à 6 trois exemples de réalisation possibles permettant d'effectuer les étapes de traitement précitées.There are shown in Figures 4 to 6 three possible embodiments for performing the above processing steps.
Dans le premier exemple illustré sur la figure 4, on prévoit un élément rayonnant unitaire 1 pour réaliser l'antenne à diagramme étendu, ainsi qu'une pluralité d'éléments rayonnants 3-i (i ≈ 1 à N) pour former l'antenne réseau 3 fournissant le diagramme étroit 4. Chaque élément rayonnant 3-i est relié à des moyens de déphasage 5-i tels qu'un déphaseur ou une ligne à longueur programmable. Les moyens de déphasage 5-i sont pilotés conjointement par un module de gestion 6, par exemple à partir d'une loi de phase (ou d'éclairement ) .In the first example illustrated in FIG. 4, a unitary radiating element 1 is provided to make the antenna with an extended diagram, as well as a plurality of radiating elements 3-i (i ≈ 1 to N) to form the antenna. network 3 providing the narrow diagram 4. Each radiating element 3-i is connected to phase-shifting means 5-i such as a phase-shifter or a line with programmable length. The phase shifting means 5-i are jointly controlled by a management module 6, for example from a phase law (or lighting law).
Il est clair que le dispositif d'émission et/ou réception peut offrir soit une modification de position angulaire fixe, soit une modification de position angulaire variable. Dans le premier cas, chaque déphaseur ou ligne à longueur programmable, ou analogue, ne peut prendre qu'une unique valeur, toujours la même. Dans le second cas, le module de gestion 6 est capable de générer pour chaque dépointage envisagé une loi de phase appropriée définissant l'ajuste- ment de phase pour chaque élément rayonnant 3-i.It is clear that the transmission and / or reception device can offer either a modification of fixed angular position, or a modification of variable angular position. In the first case, each phase-shifter or line with programmable length, or the like, can only take a single value, always the same. In the second case, the management module 6 is capable of generating for each envisaged depointing an appropriate phase law defining the phase adjustment for each radiating element 3-i.
En plus de la loi de phase, il faut également gérer un éventuel déphasage dû à l'écart de position entre les centres de phase respectifs des deux antennes 1 et 3, et en regard de la direction de dépointage D de l'antenne réseau 3 par rapport à l'axe principal I de l'antenne à diagramme large 1. Un tel ajustement d'écart de position peut être directement géré par le module de gestion 6, à l'aide des seuls éléments déphaseurs 5-i.In addition to the phase law, it is also necessary to manage a possible phase shift due to the position difference between the respective phase centers of the two antennas 1 and 3, and in view of the direction of depointing D of the array antenna 3 relative to the main axis I of the antenna with a wide diagram 1. Such an adjustment of position deviation can be directly managed by the management module 6, at using only phase-shifting elements 5-i.
On a représenté sur la figure 7 un exemple de configuration des éléments rayonnants 1 et 3-i de l'antenne à diagramme étendu 1 et de l'antenne réseau 3 qui permet de confondre les positions des centres de phase de chacune des deux antennes 1 et 3. Plus précisément, dans l'exemple illustré, l'élément rayonnant unitaire 1 de l'antenne à diagramme étendu 1 est placé au centre de la configuration, et les éléments rayonnants 3-i constituant l'antenne réseau 3 sont répartis régulièrement à la périphérie de cet élément unitaire 1. Les centres de phase des deux antennes sont ainsi confondus au niveau du point C matérialisant le centre de l'élément rayonnant unitaire 1, par lequel passe l'axe principal I de son diagramme étendu 2.FIG. 7 shows an example of the configuration of the radiating elements 1 and 3-i of the extended diagram antenna 1 and of the array antenna 3 which makes it possible to confuse the positions of the phase centers of each of the two antennas 1 and 3. More specifically, in the example illustrated, the unit radiating element 1 of the extended diagram antenna 1 is placed at the center of the configuration, and the radiating elements 3-i constituting the array antenna 3 are distributed regularly at the periphery of this unitary element 1. The phase centers of the two antennas are thus merged at the point C materializing the center of the unitary radiating element 1, through which the main axis I of its extended diagram 2 passes.
Bien entendu, de nombreuses autres configurations peuvent être envisagées, et notamment une configuration dans laquelle l'antenne est en forme d'anneau (ou cylindrique).Of course, many other configurations can be envisaged, and in particular a configuration in which the antenna is in the form of a ring (or cylindrical).
De préférence, lorsque le dispositif fonctionne en émetteur, on prévoit un répartiteur de puissance 7 de type 1 par N en amont des moyens de déphasage 5-i, par rapport à la direction de propagation des signaux. En revanche, lorsque le dispositif fonctionne en récepteur, on utilise à la place du répartiteur de puissance 7 un coupleur de type N par 1 (ou sommateur), lequel est alors considéré comme placé en aval des déphaseurs par rapport à la direction de propagation des signaux.Preferably, when the device operates as a transmitter, a power distributor 7 of type 1 by N is provided upstream of the phase shift means 5-i, relative to the direction of propagation of the signals. On the other hand, when the device operates as a receiver, instead of the power distributor 7, an N by 1 type coupler (or summator) is used, which is then considered to be placed downstream of the phase shifters relative to the direction of propagation of the signals.
En émission, l'alimentation en signaux de l'antenne à diagramme étendu 1 et de l'antenne réseau à diagramme étroit 3 est assurée par un module d'alimentation 8, de préférence radiofréquence . Dans l'exemple illustré sur la figure 4, ce module d'alimentation radiofréquence 8 comporte une sortie 9 couplée à l'entrée d'un découpleur (ou coupleur selon que l'on est en émission ou en réception). Ici, le découpleur (ou coupleur) est un "Té magique", par exemple, dont les deux sorties 10 et 11 sont couplées respectivement à l'antenne à diagramme étendu 1 et à l'antenne à diagramme étroit 3, et plus précisément à son répartiteur de puissance 7 (ou à son sommateur selon que l'on est en émission ou en réception).In transmission, the signal supply of the antenna with a wide diagram 1 and of the array antenna with a narrow diagram 3 is provided by a power supply module 8, preferably radiofrequency. In the example illustrated in FIG. 4, this radio frequency power supply module 8 includes an output 9 coupled to the input of a decoupler (or coupler depending on whether one is in transmission or in reception). Here, the decoupler (or coupler) is a "magic tee", for example, the two outputs 10 and 11 of which are coupled respectively to the antenna with extended diagram 1 and the antenna with narrow diagram 3, and more precisely to its power distributor 7 (or to its adder depending on whether one is transmitting or receiving).
Le Té magique présente l'avantage de fournir sur l'une de ses deux voies de sortie (ou d'entrée), dite voie "différence", un déphasage de 180° par rapport à l'autre de ses deux voies. Bien entendu, on pourrait prévoir d'autres types de découpleur ou coupleur.The magic tee has the advantage of providing on one of its two output (or input) channels, called the "difference" channel, a phase shift of 180 ° with respect to the other of its two channels. Of course, other types of decoupler or coupler could be provided.
En émission, si P est la puissance du signal qui parvient au niveau de l'élément rayonnant unitaire de l'antenne à diagramme étendu 1, et si les N éléments rayonnants 3-i de l'antenne réseau 3 sont alimentés avec une même puissance par le répartiteur de puissance 7, alors la puissance nécessaire à l'alimentation de ce répartiteur de puissance 7, reçue sur son entrée 14, est égale à P/(τ/xN2); η représentant l'atténuation due aux pertes supplémentaires créées dans le circuit de formation du faisceau de l'antenne réseau par le répartiteur 7 et les moyens de déphasage 5-i par rapport aux pertes de liaison de l'antenne à diagramme étendu 1 , et η étant strictement inférieur à 1.In transmission, if P is the signal power which reaches the level of the unit radiating element of the antenna with extended diagram 1, and if the N radiating elements 3-i of the array antenna 3 are supplied with the same power by the power distributor 7, then the power required to supply this power distributor 7, received on its input 14, is equal to P / (τ / xN 2 ); η representing the attenuation due to the additional losses created in the beam forming circuit of the array antenna by the distributor 7 and the phase shift means 5-i with respect to the link losses of the antenna with an extended diagram 1, and η being strictly less than 1.
En réception, une atténuation en puissance égale à l/rçxN2 doit être apportée sur le signal que délivre l'antenne réseau 3, avant qu'il ne soit additionné au signal délivré par l'antenne à diagramme étendu 1.In reception, a power attenuation equal to l / rçxN 2 must be applied to the signal delivered by the network antenna 3, before it is added to the signal delivered by the antenna with an extended diagram 1.
Afin de gérer finement la puissance délivrée sur chaque antenne, on prévoit également, ici sur l'une des deux sorties du Té magique 12, un atténuateur 13 dont la valeur peut être soit fixée lors de la construction du dispositif, soit gérée par l'intermédiaire du module de gestion 6. En variante, on pourrait prévoir un amplificateur au lieu de l'atténuateur 13. De même, chaque sortie (ou entrée) du Té magique peut être équipée d'un atténuateur ou d'un amplificateur, selon les besoins.In order to finely manage the power delivered on each antenna, there is also provided, here on one of the two outputs of the magic tee 12, an attenuator 13 whose value can be either fixed during the construction of the device, or managed by the management module 6. Alternatively, an amplifier could be provided instead of the attenuator 13. Similarly, each output (or input) of the magic tee can be equipped with an attenuator or an amplifier, as required.
Le dispositif qui vient d'être décrit, en référence à la figure 4, ne peut générer que des zéros (ou trous), du fait du déphasage de 180° qui existe entre les signaux respectifs des antennes 1 et 3. Pour obtenir une bosse dans le dia- gramme du dispositif, il faudrait utiliser, pour l'émission, un découpleur à sorties en phase, et pour la réception, un coupleur à entrées en phase, au lieu du Té magique à sorties (ou entrées) déphasées précité. Il est par ailleurs clair que, lorsque le dispositif fonctionne en tant que récepteur, il ne comporte pas de module d'alimentation radiofréquence 8, mais un analyseur de signaux connecté à la sortie du coupleur.The device which has just been described, with reference to FIG. 4, can only generate zeros (or holes), due to the phase shift of 180 ° which exists between the respective signals of the antennas 1 and 3. To obtain a bump in the diagram of the device, a decoupler with phase outputs should be used for transmission, and for reception a coupler with phase inputs, instead of the aforementioned phase-shifted magic tee. It is also clear that, when the device functions as a receiver, it does not include a radio frequency power supply module 8, but a signal analyzer connected to the output of the coupler.
La figure 8 illustre schématiquement, d'une première part, la représentation polaire d'un diagramme étendu 2, d'une seconde part, la représentation polaire d'un diagramme étroit 4 orienté suivant l'axe principal I du diagramme étendu 2, et d'une troisième part, le diagramme 27 représentant la combinaison par soustraction, dans une représenta- tion polaire, des diagrammes étendu 2 et étroit 4.FIG. 8 schematically illustrates, on the one hand, the polar representation of an extended diagram 2, on the other hand, the polar representation of a narrow diagram 4 oriented along the main axis I of the extended diagram 2, and thirdly, the diagram 27 representing the combination by subtraction, in a polar representation, of the extended 2 and narrow 4 diagrams.
La figure 9 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle du diagramme de combinaison illustré sur la figure 8, qui génère un zéro (ou "trou") centré par rapport à l'axe principal I du diagramme étendu 2.FIG. 9 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram illustrated in FIG. 8, which generates a zero (or "hole") centered with respect to the main axis I of the extended diagram 2.
La figure 10 est une variante de la figure 8 dans laquelle l'antenne réseau 3 est agencée, et pilotée, de manière à fournir un diagramme étroit 4 formé d'un lobe principal 4-i, ici dépointé, et de lobes secondaires 4-2 et 4-3, de manière à générer un diagramme résultant 28 présentant, d'une part, un zéro décentré d'environ 40°, et une bosse décentrée sensiblement du même angle que le lobe principal 4-1 du diagramme étroit. La figure 11 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle du diagramme de combinaison 28 illustré sur la figure 10.FIG. 10 is a variant of FIG. 8 in which the array antenna 3 is arranged, and controlled, so as to provide a narrow diagram 4 formed of a main lobe 4-i, here depointed, and of secondary lobes 4- 2 and 4-3, so as to generate a resulting diagram 28 having, on the one hand, an off-center zero of approximately 40 °, and a bump off-center substantially at the same angle as the main lobe 4-1 of the narrow diagram. FIG. 11 schematically illustrates the three-dimensional representation of the combination diagram 28 illustrated in FIG. 10.
La figure 13 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle d'un diagramme de combinaison présentant une bosse sensiblement centrée.Figure 13 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram having a substantially centered bump.
Le dispositif illustré sur la figure 4 peut comporter, en variante, plusieurs antennes réseau, ou une antenne réseau subdivisée en sous-réseaux, chaque sous-réseau ou chaque antenne réseau présentant son propre diagramme étroit, de manière à générer autant de zéros ou de bosses que de besoins.The device illustrated in FIG. 4 may alternatively comprise several network antennas, or a network antenna subdivided into sub-networks, each sub-network or each network antenna having its own narrow diagram, so as to generate as many zeros or bumps as needed.
La figure 12 illustre schématiquement la représentation tridimensionnelle d'un diagramme de combinaison à deux zéros (ou trous) obtenu à l'aide de deux antennes réseau combinées à une antenne à diagramme étendu.FIG. 12 schematically illustrates the three-dimensional representation of a combination diagram with two zeros (or holes) obtained using two array antennas combined with an antenna with an extended diagram.
Le second exemple illustré sur la figure 5 est une variante simplifiée du premier mode de réalisation illustré sur la figure 4. Dans ce second mode de réalisation, le découpleur 12 et l'atténuateur 13 sont avantageusement remplacés par un découpleur dissymétrique 15 lorsque le dispositif fonctionne en tant qu'émetteur, ou par un coupleur dissymétrique lorsqu'il fonctionne en tant que récepteur.The second example illustrated in FIG. 5 is a simplified variant of the first embodiment illustrated in FIG. 4. In this second embodiment, the decoupler 12 and the attenuator 13 are advantageously replaced by an asymmetrical decoupler 15 when the device is operating. as a transmitter, or by an asymmetrical coupler when it functions as a receiver.
A l'émission, le découpleur dissymétrique, alimenté par le module d'alimentation radiofréquence 8 avec une puissance P0, fournit sur la sortie connectée à l'antenne réseau 3 une puissance égale à P0x[ 1/(N+1) ]2, et sur sa sortie connectée à l'antenne à diagramme étendu 1, une puissance égale à P0x[N/(N+l) ]2, si l'on suppose, pour simplifier, que les pertes sont nulles (ou en d'autres termes lorsque (7=1 ) .On transmission, the asymmetrical decoupler, supplied by the radio frequency power supply module 8 with a power P 0 , supplies the power connected to the network antenna 3 with a power equal to P 0 x [1 / (N + 1) ] 2 , and on its output connected to the antenna with extended diagram 1, a power equal to P 0 x [N / (N + l)] 2 , if we assume, for simplicity, that the losses are zero ( or in other words when (7 = 1).
Lorsque l'on souhaite générer un zéro, on utilise de préférence un découpleur dissymétrique (en émission), ou un coupleur dissymétrique (en réception), qui intègre de préférence le déphaseur de 180°. Un tel aménagement n'est pas requis lorsqu'une ou plusieurs bosses sont souhaitées, à moins que l'on ne souhaite effectuer une soustraction des signaux reçus, étant donné que du point de vue électromagné- tique, une soustraction de signaux en opposition de phase équivaut à une sommation de signaux en phase.When it is desired to generate a zero, an asymmetrical decoupler (in transmission) or an asymmetrical coupler (in reception) is preferably used. preferably the 180 ° phase shifter. Such an arrangement is not required when one or more bumps are desired, unless one wishes to perform a subtraction of the received signals, since from the electromagnetic point of view, a subtraction of signals in opposition to phase is equivalent to summing signals in phase.
La figure 6 illustre un troisième exemple de réalisation de l'invention, dans lequel le dispositif peut fonctionner selon l'un des trois modes suivants :FIG. 6 illustrates a third embodiment of the invention, in which the device can operate according to one of the following three modes:
- un premier mode dans lequel il présente en émission ou réception le seul diagramme étendu;- a first mode in which it presents in transmission or reception the only extended diagram;
- un second mode dans lequel il présente en émission ou réception le seul diagramme étroit; et- a second mode in which it presents in transmission or reception the only narrow diagram; and
- un troisième mode dans lequel il présente en émission ou réception un diagramme étendu adapté (à zéro(s) et/ou à bosse(s)).- a third mode in which it presents in transmission or reception a suitable extended diagram (with zero (s) and / or with hump (s)).
Pour ce faire, le dispositif illustré sur la figure 6 reprend les éléments constituant le dispositif illustré sur la figure 5, et lui adjoint deux commutateurs 17 et 18 dont les états respectifs sont gérés de préférence par le module de gestion 6 (non représenté).To do this, the device illustrated in FIG. 6 takes up the elements constituting the device illustrated in FIG. 5, and adds two switches 17 and 18 to it, the respective states of which are preferably managed by the management module 6 (not shown).
Plus précisément, le commutateur 17 comporte, dans la version émetteur, une entrée 19 alimentée par le module d'alimentation radiofréquence 8, et deux sorties 20 et 21, alimentant respectivement l'entrée du découpleur dissymétrique 15 et l'une 22 des deux entrées du second commutateur 18. La seconde entrée 23 du second commutateur 18 est connectée à l'une 24 des deux sorties du découpleur dissymé- trique 15, dont l'autre sortie 25 est, dans cet exemple, connectée à 1 ' antenne réseau 3 , et plus précisément à l'entrée du répartiteur de puissance 7. Par ailleurs, le second commutateur 18 comporte une unique sortie 26 qui alimente 1 ' antenne à diagramme étendu 1. Dans cet exemple, comme dans l'exemple précédent, lorsque le dispositif doit générer des zéros, on prévoit de préférence un découpleur dissymétrique (en émission), ou un coupleur dissymétrique (en réception), qui intègre de préférence le déphaseur de 180°. Cela simplifie le montage. Bien entendu, ce déphaseur de 180° pourrait être placé sur la ligne alimentant l'antenne réseau 3, en amont du répartiteur de puissance 7 (en émission) ou en aval du sommateur de puissance (en réception), ou encore sur la ligne alimentant l'antenne à diagramme étendu 1.More specifically, the switch 17 comprises, in the transmitter version, an input 19 supplied by the radio frequency power supply module 8, and two outputs 20 and 21, respectively supplying the input of the asymmetrical decoupler 15 and one 22 of the two inputs of the second switch 18. The second input 23 of the second switch 18 is connected to one 24 of the two outputs of the asymmetrical decoupler 15, the other output 25 of which is, in this example, connected to the network antenna 3, and more precisely at the input of the power distributor 7. Furthermore, the second switch 18 has a single output 26 which feeds the antenna with extended diagram 1. In this example, as in the previous example, when the device must generate zeros, an asymmetrical decoupler (in transmission), or an asymmetrical coupler (in reception) is preferably provided, which preferably incorporates the 180 ° phase shifter. This simplifies assembly. Of course, this 180 ° phase shifter could be placed on the line supplying the network antenna 3, upstream of the power distributor 7 (in transmission) or downstream of the power summator (in reception), or even on the line supplying extended diagram antenna 1.
Le premier commutateur 17 peut prendre deux états, un premier état dans lequel son entrée 19 est raccordée à sa sortie 20, elle-même connectée à l'entrée du découpleur dissymétrique 15, et un second état dans lequel son entrée 19 est reliée à l'autre sortie 21 connectée à l'entrée 22 du second commutateur 18.The first switch 17 can take two states, a first state in which its input 19 is connected to its output 20, itself connected to the input of the asymmetrical decoupler 15, and a second state in which its input 19 is connected to the other output 21 connected to input 22 of the second switch 18.
Par ailleurs, le second commutateur 18 peut également prendre deux états, un premier état dans lequel son entrée 23, raccordée à la sortie 24 du découpleur dissymétrique 15, est raccordée à sa sortie 26, qui alimente l'antenne à diagramme étendu 1, et un second état dans lequel son entrée 22 est connectée à ladite sortie 26.Furthermore, the second switch 18 can also take two states, a first state in which its input 23, connected to the output 24 of the asymmetrical decoupler 15, is connected to its output 26, which supplies the antenna with extended diagram 1, and a second state in which its input 22 is connected to said output 26.
Ainsi, lorsque le premier commutateur 17 est dans son premier état et que le second commutateur 18 est dans son second état, le dispositif peut fonctionner en tant qu'émetteur ou récepteur à diagramme étroit. Lorsque les premier 17 et second 18 commutateurs sont dans leur premier état, le dispositif d'émission ou de réception peut générer des zéro(s) et/ou bosse(s) dans le diagramme étendu fourni par l'antenne à élément unitaire 1. Enfin, lorsque les premier 17 et second 18 commutateurs sont dans leur second état, le dispositif d'émission et/ou de réception produit le seul diagramme étendu.Thus, when the first switch 17 is in its first state and the second switch 18 is in its second state, the device can operate as a narrow diagram transmitter or receiver. When the first 17 and second 18 switches are in their first state, the transmitting or receiving device can generate zero (s) and / or bump (s) in the extended diagram provided by the antenna with unitary element 1. Finally, when the first 17 and second 18 switches are in their second state, the transmission and / or reception device produces the only extended diagram.
Dans le but d'éviter que des zéros ou trous pointus se forment dans un diagramme de combinaison, on peut soumettre l'antenne réseau 3 à une loi de phase (ou loi d'éclairement) spécifique destinée à former ce que l'homme du métier appelle un faisceau "plat". Un tel faisceau plat, et les lois d'éclairement spécifiques permettant de l'obtenir, sont par exemple enseignés dans le document de D. CADIO & C. RENARD : "Adaptativité du diagramme de rayonnement d'antennes réseau à balayage électronique", Séminaire CNES, Antennes actives - M.M.I.C., Saint-Raphaël, 23-26 juin 1997.To prevent zeros or sharp holes from forming in a combination diagram, you can submit the network antenna 3 has a specific phase law (or lighting law) intended to form what the skilled person calls a "flat" beam. Such a flat beam, and the specific lighting laws enabling it to be obtained, are for example taught in the document by D. CADIO & C. RENARD: "Adaptivity of the radiation pattern of array antennas with electronic scanning", Seminar CNES, Active antennas - MMIC, Saint-Raphaël, June 23-26, 1997.
Par ailleurs, afin de réduire d'éventuels phénomènes d'oscillation sur le niveau du diagramme de combinaison, en dehors de son zéro, ou de sa bosse, on peut prévoir des moyens de pondération destinés à gérer la puissance alimentant chaque élément rayonnant 3-i de l'antenne réseau (en émission), ou à atténuer ou amplifier chaque signal reçu par chaque élément 3-i de cette même antenne réseau. De la sorte, il est possible de réduire le niveau des lobes secondaires qui accompagnent le lobe principal du diagramme étroit formé par l'antenne réseau 3.Furthermore, in order to reduce possible oscillation phenomena on the level of the combination diagram, apart from its zero, or its bump, it is possible to provide weighting means intended to manage the power supplying each radiating element 3- i of the network antenna (in transmission), or to attenuate or amplify each signal received by each element 3-i of this same network antenna. In this way, it is possible to reduce the level of the secondary lobes which accompany the main lobe of the narrow diagram formed by the array antenna 3.
La pondération, et/ou l'obtention d'une loi d'éclairement ou de phase spécifique, peuvent être avantageusement obtenues à l'aide d'éléments à état fixe ou variable, tels que des ajusteurs de niveau en amplitude (atténuateurs ou amplifica- teurs selon les variantes).Weighting, and / or obtaining a specific lighting or phase law, can advantageously be obtained using elements in a fixed or variable state, such as amplitude level adjusters (attenuators or amplifica - teurs according to the variants).
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation décrits précédemment, mais elle embrasse toutes les variantes que pourra développer l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.The invention is not limited to the embodiments described above, but it embraces all the variants that a person skilled in the art may develop within the scope of the claims below.
Ainsi, on a décrit des exemples de réalisation de dispositifs fonctionnant en tant qu'émetteur ou en tant que récepteur, mais il est clair que l'invention s'applique également aux dispositifs fonctionnant en tant qu'émetteur/- récepteur.Thus, examples of embodiments of devices operating as a transmitter or as a receiver have been described, but it is clear that the invention also applies to devices operating as a transmitter / receiver.
Par ailleurs, on a décrit des dispositifs d'émission et/ou réception fonctionnant dans le domaine des radiofréquences , mais il est clair que l'invention pourrait s'appliquer à d'autres domaines. Furthermore, transmission and / or reception devices have been described operating in the radio frequency domain, but it is clear that the invention could be applied to other fields.

Claims

Revendications claims
1. Dispositif d'émission et/ou réception de signaux électromagnétiques, comprenant des moyens de gestion (6) et des premiers moyens d'antenne (1) propres à assurer, sous contrôle desdits moyens de gestion, une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un premier diagramme de forme étendue choisie (2), caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens d'antenne (3) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un second diagramme de forme choisie (4) au moins partiellement similaire à celle dudit premier diagramme (2 ) , et en ce que lesdits moyens de gestion sont agencés pour contrôler conjointement lesdits premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme dont la forme résulte d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier ( 2 ) et second ( 4 ) diagrammes .1. Device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, comprising management means (6) and first antenna means (1) suitable for ensuring, under control of said management means, transmission / reception of electromagnetic signals according to a first diagram of extended shape chosen (2), characterized in that it comprises second antenna means (3) suitable for ensuring transmission / reception of electromagnetic signals according to a second diagram of chosen shape (4) at least partially similar to that of said first diagram (2), and in that said management means are arranged to jointly control said first and second antenna means so that they provide transmission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram, the shape results from a chosen combination of the respective contributions of the first (2) and second (4) diagrams.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de gestion (6) sont agencés pour contrôler l'orientation spatiale du second diagramme (4).2. Device according to claim 1, characterized in that the management means (6) are arranged to control the spatial orientation of the second diagram (4).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les seconds moyens d'antenne (3) comprennent une multiplicité d'éléments d'antenne (3-i) conformée en au moins un réseau.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the second antenna means (3) comprise a multiplicity of antenna elements (3-i) shaped into at least one network.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite multiplicité d'éléments d'antenne (3-i) est conformée en deux réseaux de manière à générer deux seconds diagrammes de formes respectives différentes.4. Device according to claim 3, characterized in that said multiplicity of antenna elements (3-i) is shaped into two arrays so as to generate two second diagrams of different respective shapes.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premiers moyens d' antenne ( 1 ) comprennent un élément d'antenne choisi, notamment, parmi les technologies dites à rayonnement isotrope, à fente, à dipôle monté sur un plan de masse, à pavé imprimé, à encoche, à hélice, à monopole monté sur un plan de masse, à fente annulaire.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first antenna means (1) comprise an antenna element chosen, in particular, from technologies called isotropic radiation, slit, mounted dipole on a ground plan, with printed pavement, notch, propeller, monopoly mounted on a ground plane, annular slot.
6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les premiers (1) et seconds (2) moyens d'antenne sont réalisés dans une même technologie.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first (1) and second (2) antenna means are made in the same technology.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les seconds moyens d'antenne (3) sont agencés de manière à présenter un centre de phase commun avec le centre de phase des premiers moyens d'antenne (1).7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second antenna means (3) are arranged so as to have a common phase center with the phase center of the first antenna means (1 ).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pondération propres à gérer les contributions de lobes secondaires du second diagramme ( 4 ) .8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises weighting means capable of managing the contributions of secondary lobes of the second diagram (4).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de gestion (6) comprennent des moyens d'ajustement propres à gérer conjointement les puissances respectives d'émission/réception des premiers (1) et/ou seconds (3) moyens d'antenne.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the management means (6) comprise adjustment means suitable for jointly managing the respective transmission / reception powers of the first (1) and / or second (3) antenna means.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, carac- térisé en ce que les moyens de gestion (6) comprennent des moyens de commutation (17,18) propres à placer ledit dispositif dans l'un de premier, second et troisième modes de fonctionnement, correspondant respectivement à une utilisation simultanée des premiers (1) et seconds (3) moyens d'antenne, une utilisation des seuls premiers moyens d'antenne et une utilisation des seuls seconds moyens d' antenne.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the management means (6) comprise switching means (17,18) suitable for placing said device in one of first, second and third operating modes, corresponding respectively to a simultaneous use of the first (1) and second (3) antenna means, a use of only the first antenna means and a use of only the second antenna means.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, carac- térisé en ce qu'il est agencé pour émettre/recevoir des signaux électromagnétiques de type radio-fréquence.11. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is arranged to transmit / receive electromagnetic signals of radio frequency type.
12. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément (3-i) des seconds moyens d'antenne (3) est couplé à la sortie d'un moyen de déphasage (5-i) piloté par lesdits moyens de gestion (6), lesdits moyens de déphasage présentant chacun une entrée raccordée à l'une des sorties d'un répartiteur de puissance ( 7 ) , lui-même présentant une entrée raccordée à une première voie de sortie d'un découpleur (12; 15) piloté par lesdits moyens de gestion (6), en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne (1) est raccordé à une seconde voie de sortie dudit découpleur (12; 15), et en ce qu'il comprend des moyens (16; 15) propres à assurer un déphasage de π entre les première et seconde voies de sortie dudit découpleur.12. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element (3-i) of the second antenna means (3) is coupled to the output of a phase shift means (5-i) controlled by said management means (6), said phase shift means each having an input connected to one of the outputs a power distributor (7), itself having an input connected to a first output channel of a decoupler (12; 15) controlled by said management means (6), in that the element of said first means d antenna (1) is connected to a second output channel of said decoupler (12; 15), and in that it comprises means (16; 15) suitable for ensuring a phase shift of π between the first and second output channels of said decoupler.
13. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément (3-i) des seconds moyens d'antenne (3) est couplé à la sortie d'un moyen de déphasage piloté par lesdits moyens de gestion, lesdits déphaseurs présentant chacun une entrée raccordée à l'une des sorties d'un diviseur de puissance, lui-même présentant une entrée raccordée à une première voie de sortie d'un découpleur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie de sortie dudit découpleur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies de sortie dudit découpleur.13. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element (3-i) of the second antenna means (3) is coupled to the output of a phase shift means controlled by said management means , said phase shifters each having an input connected to one of the outputs of a power divider, itself having an input connected to a first output channel of a decoupler controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second output channel of said decoupler, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second output channels of said decoupler.
14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-sommateur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-sommateur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer un déphasage de π entre les première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- sommateur. 14. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-summator controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-summator, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phase shift of π between the first and second input channels of said coupler-summator.
15. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 14, caractérisé en ce que le coupleur et les moyens de déphasage de n sont intégrés dans un même composant de type "Té magique" ( 12) .15. Device according to one of claims 12 and 14, characterized in that the coupler and the phase shifting means of n are integrated in the same component of type "magic tee" (12).
16. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-sommateur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-sommateur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- sommateur.16. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-summator controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-summator, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second input channels of said coupler-summator.
17. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-soustracteur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-soustracteur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- soustracteur.17. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-subtractor controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-subtractor, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second input channels of said coupler-subtractor.
18. Procédé d'émission/réception de signaux électromagnéti- ques, comprenant une étape dans laquelle on prévoit des premiers moyens d'antenne (1) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un premier diagramme de forme étendue choisie (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - prévoir des seconds moyens d'antenne (3) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un second diagramme de forme choisie (4) au moins partiellement similaire à celle dudit premier diagramme (2), et18. Method for transmitting / receiving electromagnetic signals, comprising a step in which first antenna means (1) are provided which are capable of transmitting / receiving electromagnetic signals according to a first diagram of chosen extended shape (2 ), characterized in that it comprises the following stages: - providing second antenna means (3) suitable for transmitting / receiving electromagnetic signals according to a second diagram of chosen shape (4) at least partially similar to that of said first diagram (2), and
- contrôler conjointement lesdits premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme dont la forme résulte d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier et second diagrammes. - jointly control said first and second antenna means so that they provide an emission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram whose shape results from a chosen combination of the respective contributions of the first and second diagrams.
REVENDICATIONS MODIFIEESAMENDED CLAIMS
[reçues par le Bureau International le 29 Octobre 1999 (29.10.99); revendications 1 et 18 modifiées; autres revendications inchangées (5 pages)][received by the International Bureau on October 29, 1999 (October 29, 1999); claims 1 and 18 amended; other claims unchanged (5 pages)]
1. Dispositif d'émission et/ou réception de signaux électromagnétiques, comprenant des moyens de gestion (6) et des premiers moyens d'antenne (1) propres à assurer, sous contrôle desdits moyens de gestion, une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un premier diagramme de forme étendue choisie (2), caractérisé en ce qu'il comprend des seconds moyens d'antenne (3) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un second diagramme de forme étroite choisie (4) au moins partiellement similaire à celle dudit premier diagramme ( 2 ) , et en ce que lesdits moyens de gestion sont agencés pour contrôler conjointement lesdits premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme de forme étendue résultant d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier (2) et second (4) diagrammes.1. Device for transmitting and / or receiving electromagnetic signals, comprising management means (6) and first antenna means (1) suitable for ensuring, under control of said management means, transmission / reception of electromagnetic signals according to a first diagram of extended shape chosen (2), characterized in that it comprises second antenna means (3) suitable for ensuring transmission / reception of electromagnetic signals according to a second diagram of narrow shape chosen (4) at less partially similar to that of said first diagram (2), and in that said management means are arranged to jointly control said first and second antenna means so that they provide transmission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram of extended form resulting from a chosen combination of the respective contributions of the first (2) and second (4) diagrams.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de gestion (6) sont agencés pour contrôler l'orientation spatiale du second diagramme (4).2. Device according to claim 1, characterized in that the management means (6) are arranged to control the spatial orientation of the second diagram (4).
3. Dispositif selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que les seconds moyens d'antenne (3) comprennent une multiplicité d'éléments d'antenne (3-i) conformée en au moins un réseau.3. Device according to one of claims 1 and 2, characterized in that the second antenna means (3) comprise a multiplicity of antenna elements (3-i) shaped into at least one network.
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que ladite multiplicité d'éléments d'antenne (3-i) est conformée en deux réseaux de manière à générer deux seconds diagrammes de formes respectives différentes.4. Device according to claim 3, characterized in that said multiplicity of antenna elements (3-i) is shaped into two arrays so as to generate two second diagrams of different respective shapes.
5. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que les premiers moyens d'antenne (1) comprennent un élément d'antenne choisi, notamment, parmi les technologies dites à rayonnement isotrope, à fente, à dipôle monté sur un plan de masse, à pavé imprimé, à encoche, à hélice, à monopole monté sur un plan de masse, à fente annulaire.5. Device according to one of claims 1 to 4, characterized in that the first antenna means (1) comprise an antenna element chosen, in particular, from so-called isotropic radiation technologies, with slits, with mounted dipoles on a ground plan, with printed pavement, notch, propeller, monopoly mounted on a ground plane, annular slot.
6. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 5, caractérisé en ce que les premiers (1) et seconds (2) moyens d'antenne sont réalisés dans une même technologie.6. Device according to one of claims 3 to 5, characterized in that the first (1) and second (2) antenna means are made in the same technology.
7. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que les seconds moyens d'antenne (3) sont agencés de manière à présenter un centre de phase commun avec le centre de phase des premiers moyens d'antenne (1).7. Device according to one of claims 1 to 6, characterized in that the second antenna means (3) are arranged so as to have a common phase center with the phase center of the first antenna means (1 ).
8. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 7, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens de pondération propres à gérer les contributions de lobes secondaires du second diagramme ( 4 ) .8. Device according to one of claims 1 to 7, characterized in that it comprises weighting means capable of managing the contributions of secondary lobes of the second diagram (4).
9. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que les moyens de gestion (6) comprennent des moyens d'ajustement propres à gérer conjointement les puissances respectives d'émission/réception des premiers (1) et/ou seconds (3) moyens d'antenne.9. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that the management means (6) comprise adjustment means suitable for jointly managing the respective transmission / reception powers of the first (1) and / or second (3) antenna means.
10. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 9, carac- térisé en ce que les moyens de gestion (6) comprennent des moyens de commutation (17,18) propres à placer ledit dispositif dans l'un de premier, second et troisième modes de fonctionnement, correspondant respectivement à une utilisation simultanée des premiers (1) et seconds (3) moyens d'antenne, une utilisation des seuls premiers moyens d'antenne et une utilisation des seuls seconds moyens d'antenne.10. Device according to one of claims 1 to 9, characterized in that the management means (6) comprise switching means (17,18) suitable for placing said device in one of first, second and third operating modes, corresponding respectively to a simultaneous use of the first (1) and second (3) antenna means, a use of only the first antenna means and a use of only the second antenna means.
11. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 8, carac- térisé en ce qu'il est agencé pour émettre/recevoir des signaux électromagnétiques de type radio-fréquence.11. Device according to one of claims 1 to 8, characterized in that it is arranged to transmit / receive electromagnetic signals of radio frequency type.
12. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément (3-i) des seconds moyens d'antenne (3) est couplé à la sortie d'un moyen de déphasage (5-i) piloté par lesdits moyens de gestion (6), lesdits moyens de déphasage présentant chacun une entrée raccordée à l'une des sorties d'un répartiteur de puissance (7), lui-même présentant une entrée raccordée à une première voie de sortie d'un découpleur (12; 15) piloté par lesdits moyens de gestion (6), en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne (1) est raccordé à une seconde voie de sortie dudit découpleur (12; 15), et en ce qu'il comprend des moyens (16; 15) propres à assurer un déphasage de π entre les première et seconde voies de sortie dudit découpleur.12. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element (3-i) of the second antenna means (3) is coupled to the output of a phase shift means (5-i) controlled by said management means (6), said phase shift means each having an input connected to one of the outputs a power distributor (7), itself having an input connected to a first output channel of a decoupler (12; 15) controlled by said management means (6), in that the element of said first means d antenna (1) is connected to a second output channel of said decoupler (12; 15), and in that it comprises means (16; 15) suitable for ensuring a phase shift of π between the first and second output channels of said decoupler.
13. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément (3-i) des seconds moyens d'antenne (3) est couplé à la sortie d'un moyen de déphasage piloté par lesdits moyens de gestion, lesdits déphaseurs présentant chacun une entrée raccordée à l'une des sorties d'un diviseur de puissance, lui-même présentant une entrée raccordée à une première voie de sortie d'un découpleur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie de sortie dudit découpleurr et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies de sortie dudit découpleur.13. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element (3-i) of the second antenna means (3) is coupled to the output of a phase shift means controlled by said management means , said phase shifters each having an input connected to one of the outputs of a power divider, itself having an input connected to a first output channel of a decoupler controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second output channel of said decoupler r and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second output channels of said decoupler.
14. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-sommateur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-sommateur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer un déphasage de π entre les première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- sommateur . 14. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-summator controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-summator, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phase shift of π between the first and second input channels of said coupler-summator.
15. Dispositif selon l'une des revendications 12 et 14, caractérisé en ce que le coupleur et les moyens de déphasage de π sont intégrés dans un même composant de type "Té magique" (12).15. Device according to one of claims 12 and 14, characterized in that the coupler and the phase shifting means of π are integrated in the same component of the "magic tee" type (12).
16. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-sommateur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-sommateur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- sommateur.16. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-summator controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-summator, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second input channels of said coupler-summator.
17. Dispositif selon l'une des revendications 3 à 11, caractérisé en ce que chaque élément des seconds moyens d'antenne est couplé à l'entrée d'un déphaseur piloté par lesdits moyens de gestion, chaque déphaseur présentant une sortie raccordée à l'entrée d'un sommateur de puissance, lui-même présentant une sortie raccordée à une première voie d'entrée d'un coupleur-soustracteur piloté par lesdits moyens de gestion, en ce que l'élément desdits premiers moyens d'antenne est raccordé à une seconde voie d'entrée dudit coupleur-soustracteur, et en ce que lesdits moyens de gestion comprennent des moyens propres à assurer une mise en phase des première et seconde voies d'entrée dudit coupleur- soustracteur.17. Device according to one of claims 3 to 11, characterized in that each element of the second antenna means is coupled to the input of a phase shifter controlled by said management means, each phase shifter having an output connected to the input of a power summator, itself having an output connected to a first input channel of a coupler-subtractor controlled by said management means, in that the element of said first antenna means is connected to a second input channel of said coupler-subtractor, and in that said management means comprise means suitable for ensuring a phasing of the first and second input channels of said coupler-subtractor.
18. Procédé d'émission/réception de signaux électromagnéti- ques, comprenant une étape dans laquelle on prévoit des premiers moyens d'antenne (1) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un premier diagramme de forme étendue choisie (2), caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes : - prévoir des seconds moyens d'antenne (3) propres à assurer une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un second diagramme de forme étroite choisie (4) au moins partiellement similaire à celle dudit premier diagramme (2), et18. Method for transmitting / receiving electromagnetic signals, comprising a step in which first antenna means (1) are provided which are capable of transmitting / receiving electromagnetic signals according to a first diagram of chosen extended shape (2 ), characterized in that it comprises the following stages: - providing second antenna means (3) suitable for transmitting / receiving electromagnetic signals according to a second diagram of narrow chosen shape (4) at least partially similar to that of said first diagram (2), and
- contrôler conjointement lesdits premiers et seconds moyens d'antenne de sorte qu'ils procurent une émission/réception de signaux électromagnétiques selon un troisième diagramme de forme étendue résultant d'une combinaison choisie des contributions respectives des premier et second diagrammes. - jointly control said first and second antenna means so that they provide an emission / reception of electromagnetic signals according to a third diagram of extended form resulting from a chosen combination of the respective contributions of the first and second diagrams.
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