EP1177601A1 - Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite - Google Patents

Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite

Info

Publication number
EP1177601A1
EP1177601A1 EP00922776A EP00922776A EP1177601A1 EP 1177601 A1 EP1177601 A1 EP 1177601A1 EP 00922776 A EP00922776 A EP 00922776A EP 00922776 A EP00922776 A EP 00922776A EP 1177601 A1 EP1177601 A1 EP 1177601A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
section
antenna according
plane
antenna
reflecting surface
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP00922776A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP1177601B1 (fr
Inventor
Pascal Cousin
Jean-Louis Desvilles
Jean-Pierre Blot
Jean-Jacques Delmas
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.)
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Orange SA
Original Assignee
Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telediffusion de France ets Public de Diffusion filed Critical Telediffusion de France ets Public de Diffusion
Publication of EP1177601A1 publication Critical patent/EP1177601A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP1177601B1 publication Critical patent/EP1177601B1/fr
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/16—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/17—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/10—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces
    • H01Q19/12—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave
    • H01Q19/17—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements
    • H01Q19/175—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using reflecting surfaces wherein the surfaces are concave the primary radiating source comprising two or more radiating elements arrayed along the focal line of a cylindrical focusing surface
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
    • H01Q25/007—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns using two or more primary active elements in the focal region of a focusing device
    • 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
    • H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems
    • H01Q3/16—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device
    • H01Q3/18—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems for varying relative position of primary active element and a reflecting device wherein the primary active element is movable and the reflecting device is fixed

Definitions

  • the present invention relates to an antenna for receiving, or even transmitting, satellite telecommunications beams.
  • the invention relates to an antenna with a single reflector having a wide field of vision for simultaneously receiving several beams of geostationary television broadcasting satellites offset by fifty degrees between them, without using a motorized means to move the reflector .
  • the antenna is intended in particular for domestic installations in individual houses, collective installations in buildings or community installations used to supply cable network heads to receive several beams emitted by radiocommunication satellites.
  • the antenna of the invention can also be used for professional applications such as data broadcasting networks.
  • the most widely sold individual antenna for satellite beams currently available to the general public includes a fixed reflector, the reflecting surface of which is a paraboloid of revolution with a circular diameter or a large elliptical axis of between 50 and 90 cm.
  • the axis of symmetry of the reflector is pointed towards the satellite.
  • a fixed receiving head is generally by arms and positioned at the single focus of the reflector.
  • the antenna When the target satellite has an orbital position very close to other satellites geostationary, the antenna receives the emissions of these various satellites by means of one or two reception heads. However, when the user wishes to receive several beams of satellites distorted by more than ten degrees, the reflector must be turned and directed towards the chosen satellite either by motorization or manually. Thus, this reflector antenna does not ensure the simultaneous reception of several satellites.
  • the antennas generally used for multisatellite reception include a reflector in the form of a parabolic or spherical torus. This type of reflector has a low efficiency of at most 24% which is only due to illumination in a given direction of a small part of the reflector. Consequently, the scanning capacities of a primary reception source in front of this reflector are improved only at the cost of a considerable increase in the surface of the reflector.
  • US Pat. No. 5,140,337 describes an antenna reflector with a high opening efficiency having a substantially cylindrical concave reflecting surface the cross sections of which are deduced from two identical parabolas with axes inclined and symmetrical with respect to an azimuthal plane.
  • US patent 5,175,562 from the same inventor, Carey M.
  • Rappaport discloses an offset offset antenna having great efficiency while preserving a wide field of vision between - 30 ° and + 30 °; the concave reflecting surface of the antenna reflector is deduced from two identical paraboloids with inclined axes and symmetrical with respect to the line of sight of the antenna, and is described by a sixth degree polynomial equation.
  • Patent application EP-0 700 118 also discloses a continuous concave reflecting surface of a reflector but which is deduced from a portion of a conventional paraboloid by a linear variation in the dimension of a point parallel to the axis of the paraboloid depending on The wavelength.
  • This reflecting surface in practice gives relatively small gains for directions of radiation deviated by a few tens of degrees relative to the focal point of the paraboloid.
  • the object of the invention is to provide a fixed antenna reflector, the reflecting surface of which is deduced from a single paraboloid according to an algorithm of optimal equation formulation in order to receive simultaneously several satellite beams strongly depointed between them by several primary sources. positioned in a wide opening of the order of 50 ° with a Stable directivity and a relatively low angular separation, of a few degrees, and therefore a greater opening efficiency, of the order of 40% to 50%, than the reflectors according to the prior art mentioned above.
  • Optimization of the reflecting surface improves the average efficiency over the entire field of vision of the antenna, without ascent of highly dissymmetrical secondary lobes when the beams describe the geostationary orbit.
  • the invention relates, like the aforementioned patent application EP-0 700 118, to an antenna comprising a reflector for beams of telecommunications satellite, having a continuous concave reflecting surface whose equation is deduced from that of an eccentric paraboloid of focus and offset angle by adding to it the equation of a correction surface and which is symmetrical with respect to a plane of focal symmetry of the paraboloid.
  • the antenna of the invention is characterized in that the equation of the correction surface comprises a second degree polynomial in two coordinates relative to axes perpendicular to the axis of symmetry of the paraboloid and a sum of N (2N-1) terms depending in particular on distances between the projection of any point on the reflecting surface on a plane perpendicular to the plane of symmetry and on N (2N-1) control points of a grid extending on said perpendicular plane and limited by the plane of symmetry, N being an integer at least equal to 2.
  • the correction surface has the equation:
  • 25 reflecting surface is between 30 times and 45 times an average wavelength of the satellite beams, or approximately 0.75 m and 1.1 m in Ku band for a frequency close to 12 GHz, and the angle of offset between the parabolic axis and the
  • the segment joining the focal point at the center of the reflecting surface is between approximately 20 ° and approximately 30 °.
  • the antenna is of the offset type, and the contour of the reflector is generally of the type substantially circular or elliptical or rectangular and the antenna is contained in a cubic meter.
  • the invention also aims to provide a support of primary sources having a relatively simple and therefore inexpensive design, while easily ensuring accurate pointing of the primary sources by reflection on the reflector towards satellites located on the geostationary orbit which n is not straight in non-equatorial regions.
  • the support supports primary sources oriented towards the center of the reflecting surface. It can be in the form of an arc of a circle, preferably at an angle of approximately 50 °.
  • the support does not pass through the focal point of the parabolold and is contained in a support plane and is positioned so that the phase center of a source situated in the plane of focal symmetry substantially coincides with the focal point of the parabolold.
  • the inclination of the support plane with respect to the axis of the parabolold is greater than the offset angle between the axis of the parabolold and the segment joining the focal point at the center of the reflecting surface. This inclination adapts the position of the support and therefore of the sources as a function of the latitude of the antenna.
  • the inclination of the support plane depends on a logarithmic function of the offset angle and on a linear function of the latitude of the antenna.
  • the difference between the inclination of the support plane and the offset angle can be between approximately 10 ° and approximately 20 ° for an antenna latitude between 30 ° and 60 °.
  • the radius of the support can have a radius which is proportional to the focal distance between the focal point of the paraboloid and the center of the reflecting surface and which depends on a trigonometric function of the inclination of the support plane and the angle of offset.
  • the support can be rotatably mounted about an axis fixed relative to the reflector and passing through the ends of the support and perpendicular to the focal plane of the parabololde containing the center of the reflector in order to precisely select the inclination of the plane of the support.
  • the reflector antenna according to the invention minimizes the pointing errors of the beams towards the geostationary orbit whatever the latitude of the antenna where it is installed.
  • the invention also relates to at least two primary sources mounted on the support having an angular separation of radiation at most equal to approximately 3 ° in order to pick up beams from very close satellites without notable disturbance between them, which contributes to achieving excellent coverage. reception over an angular range greater than 50 °.
  • At least one primary source is in horn and has a rear cylindrical section, an intermediate frustoconical section with a large base diameter substantially less than twice the average diameter of the rear section, and a front frustoconical section with a length substantially greater than the double the length of the intermediate section and a large base diameter substantially equal to twice the average diameter of the rear section.
  • At least one primary source is made of dielectric candle.
  • This source of dielectric candle may comprise a dielectric candle comprising first, second and third cylindrical sections of substantially identical lengths and having diameters decreasing from one section to the next from a rear end towards a front end of the source in ratios between Approximately 3/4 and approximately 9/16 and between approximately 1/2 and approximately 2/3.
  • the source of dielectric candle may comprise a dielectric candle comprising a first cylindrical section, second and third sections having lengths substantially equal to half a minimum length of the first section and diameters less than the diameter of the first section and in a ratio of substantially 2/3 to 7/8 between them, and of the fourth, fifth and sixth sections having lengths substantially equal to one third of the minimum length of the first section and diameters less than the diameter of the third section and in ratios of substantially 3/4 to 7/8 from one section to the next.
  • the primary candle source may also include a metal groove extending partially around the first section of larger diameter of the dielectric candle, having a width between approximately the eighth and approximately the sixth of the diameter of the first section, and limited by one side external longer than an internal side of the throat.
  • FIG. 1 is a perspective view of an antenna according to the invention.
  • FIG. 2 and a side view of the reflector of the invention with respect to the mark of an initial parabolold;
  • FIG. 3 is a perspective view of a correction surface relative to the initial paraboloid, entering into the equation of the reflector;
  • FIGS. 4 and 5 are graphs showing two examples of symmetrical grids of control points for interpolating the reflective surface of the reflector;
  • FIG. 6 is a front view of the reflective surface of the reflector with a preferred contour r
  • FIG. 7 is a side view of a primary horn source with a fixing collar, according to a first embodiment
  • FIG. 8 is a perspective view of the fixing collar
  • FIG. 9 is an axial sectional view of the primary horn source
  • Figure 10 is an axial sectional view of a primary candle source according to a second embodiment
  • Figure 11 is a schematic perspective view showing a plane in which a primary source support of the antenna is developed
  • FIG. 12 is a perspective view of the support rotatably mounted around its ends; and FIG. 13 shows diagrams of radiation of radioelectric beams picked up by primary sources of the antenna according to the invention.
  • the telecommunications antennas according to the invention described below are, by way of example, intended to operate in a carrier frequency band of use greater than the gigahertz, particularly between approximately 10.5 GHz and approximately 14.5 GHz , in order to receive telecommunications beams emitted by geostationary telecommunications satellites in an orbit close to the equator.
  • the dimensions of the components of the receiving antenna are indicated below with respect to a predetermined average wavelength ⁇ corresponding to the frequency center of a frequency band of use including the carrier frequencies of satellite transmissions.
  • the average wavelength is 2.5 cm and corresponds to the central carrier frequency of 12 GHz.
  • an antenna according to the invention essentially comprises a fixed reflector 1, several primary microwave sources 2 and a source support 3.
  • the sources 2 are positioned facing the concave reflecting surface 11 of the reflector 1 and along a planar and substantially circular focal line passing near a focal point F and transverse thereto.
  • These sources simultaneously receive beams from telecommunications or broadcasting satellites separated from each other by at most a few degrees approximately, typically about three degrees, on the geostationary orbit in an antenna coverage angle 2 ⁇ max of at most one about fifty degrees, that is to say a maximum deflection of the beams of ⁇ 25 °.
  • ⁇ max at most one about fifty degrees, that is to say a maximum deflection of the beams of ⁇ 25 °.
  • at most fifteen primary sources 2 are positioned on the support 3 respectively as a function of the position of fifteen satellites relative to the terrestrial position of the antenna.
  • the surface and the contour of the reflector 1 as well as the geometry of the source support 3 are designed to meet reception standards for beams from broadcast satellites.
  • the reflector has a maximum dimension of less than 1 meter.
  • the concave reflecting surface 11 of the reflector 1 has a geometry represented by the following mathematical equation in a coordinate system (C, x, y, z):
  • z (x, y) z p (x, y) + z c (x, y).
  • the reflector conformed according to the preceding equation is obtained by adding a correction surface z c (x, y) to an initial parabolic reflector coming from a paraboloid with circular section, with horizontal axis of symmetry OZ and focal point F.
  • f is the geometric focal length between the vertex 0 of the initial parabolold, coincident with the origin of the initial coordinate system (0, X, Y, Z), and the geometric focal point F of the parabolold and the reflector 1.
  • f is the equivalent focal length of the reflector between the center C of the opening of the reflector and the geometric focus F of the reflector.
  • ⁇ designates the offset angle of the reflector between the optical axis Cz of the reflector parallel to the axis OZ of the paraboloid and the segment CF of the equivalent focal length.
  • the focal lengths f and f ' are linked by the following relation:
  • the reflecting surface 11 being symmetrical with respect to the elevation plane (site) yCz, it is defined by interpolation of control points arranged on a regular grid of rectangular meshes in one of the half-planes xCy of the opening of the reflector limited by the focal plane of symmetry yCz.
  • the number of control points is N x N per quadrant in the xCy coordinate system, N being an integer greater than or equal to 2.
  • the total number I of control points is N (2N-1).
  • the equation of the correction surface comprises 1 + 4 coefficients ai to ai and bi to b-j and a dimensionless parameter ⁇ representing the normalized width of the interpolation domain with respect to the equivalent focal length f.
  • the equation of the correction surface has the following form:
  • variable ri (x, y) is a function of the distance
  • the 1 + 4 coefficients of the correction surface z c (x, y) are calculated by solving a linear system of 1 + 4 equations from the Zi dimensions of the control points. Odds z ⁇ are unknowns which are obtained by following the two separate steps below.
  • approximate values of Z are calculated using an analytical formulation based on a Taylor series decomposition of aberrations, such as stigmatism and aplanetism.
  • the Taylor series is in order 6 to achieve sufficient precision in determining the z-score.
  • the equation obtained for the correction surface is configurable as a function of the position of an extreme primary source 2E of coordinates (x £, yE. Z E) ' 1 !
  • the initial surface is generated in the form of the above-mentioned second degree polynomial equation z c (x, y).
  • a hybrid optimization process based on a genetic algorithm coupled with a gradient method adjusts and optimizes the values of the Zi odds while simultaneously satisfying the following conditions:
  • the angular range of antenna coverage depends on the parameter ⁇ which defines a family of reflective surfaces.
  • the invention thus relates to a set of reflective surfaces having similar shapes and substantially identical radio performance.
  • ⁇ decreases, the field of vision increases; below the threshold of the order of 0.5, the average efficiency of the reflector decreases excessively, leading to significant differences in directivity between the central beam and the most offset extreme beam.
  • a value of ⁇ close to 0.54 or 0.55 is recommended to ensure a maximum coverage of 2 ⁇ of around fifty degrees.
  • the cutting of the reflecting surface 11 of the reflector, the projection of which along the axis Cz on the plane xCy is shown in FIG. 6, is not necessarily circular or elliptical. It is generalized to a "superquadric" form whose Cartesian equation is as follows:
  • A designates the half-axis of the reflector along the azimuth axis x
  • B designates the half-axis of the reflector along the elevation axis y of the offset direction of the reflector
  • v is a positive real number defined below after.
  • the maximum dimension 2A of the opening of the reflector is less than the side of the square which is worth 2 ⁇ f typically equal to approximately 103.5 cm.
  • the parameters used to define this curve are optimized so as to minimize the size of the reflector and to maintain the ratio (equivalent focal length f / maximum dimension 2A) at a value less than one. Their respective values are shown below as an example: A / ⁇ ⁇ 20,
  • Parameters A and v are chosen so that the reflector 1 is in compliance with national regulations concerning the installation of individual satellite reception antennas, that is to say has a maximum dimension 2A of less than 98 cm in Ku band for France. These parameters also intervene to adjust the area and therefore the gain of the reflector according to the intended application.
  • the shape of the contour of the reflecting surface can be significantly modified to improve the aesthetics of the reflector without altering the performance thereof.
  • Each of the primary sources 2 comprises, according to a first embodiment, a horn comprising a rear cylindrical section 21, an intermediate frustoconical section 22, a front frustoconical section 23 and a facial circular groove 24, as shown in FIGS. 7 and 9.
  • Exact geometric dimensions of the horn 2 according to a preferred embodiment are specified in the sectional view shown in FIG. 9. All the dimensions are normalized with respect to the wavelength ⁇ corresponding to the center frequency of the frequency band of use.
  • L1 typically equal to 1.67 ⁇
  • L3 is substantially equal to 2.
  • Dl typically equal to 0.7 ⁇
  • the groove 24 is located on the periphery of the large base of the frustoconical section before 23 and in the extension thereof. It contributes to flattening the wave plane at the output of the horn and thus increasing the directivity of the latter for a bandwidth of approximately 4 GHz in which the horn has a gain of the order of 15 dBi on average.
  • a primary source is a dielectric source 4 known as a "candle” or “cigar” source, the precise geometric dimensions of which are indicated in FIG. 10 according to a preferred example.
  • the candle source 4 also has a gain of the order of 15 dBi on average in the useful band of 4 GHz and provides a displacement of phase center P4 of the order of a centimeter for a frequency bandwidth of 4 GHz approximately to compensate for the chromatic aberration of the reflector.
  • the candle source 4 comprises a dielectric "candle” comprising cylindrical sections whose diameters decrease from a rear end towards a front end facing the reflector.
  • the dielectric has a low relative permittivity close to 2; for example, it consists of a rigid foam of low density with a fine texture with closed cells, having a permittivity preferably between 1.7 and 1.9.
  • the source 4 also comprises a metal face groove 47 in the metal guide 40, extending around the rear part of the rear section of dielectric candle 47, and having a external diameter d7 ⁇ 3/2 dl ⁇ 1.2 ⁇ .
  • the groove thus has a width of between (l / 8) dl approximately and (l / 6) dl approximately.
  • the waveguide 40 is fully charged with dielectric, or is provided with an impedance matching cone 48 of length between 1.5 ⁇ and 2.5 ⁇ in order to achieve the transition of the dielectric candle towards the empty waveguide.
  • the candle source 4 is less bulky by at least 25% in diameter and thus ensures an angular separation of the beams of approximately 2 °.
  • the focal length f or f of the reflector is reduced by about 20% when the primary source is a candle source whose dielectric charging the waveguide 40 is of low permittivity and low loss.
  • the support 3 is a toroidal tube whose axis SS in an arc of a circle has a center CS distinct from the center C of the reflecting surface 11, as shown in FIG. 11.
  • the circular axis SS passes substantially below the focal point F of the reflector where the phase center P2 (or P4, FIG. 10) of a central primary source 2F situated in the vertical plane of symmetry yCz of the reflector is positioned exactly, and is contained in a plane PS whose inclination ⁇ relative to the horizontal plane XOZ is fixed by the latitude L of the antenna, as shown in Figures 1 and 11.
  • the inclination ⁇ differs from the offset angle ⁇ of the reflector and is expressed as a function of the latter and of the latitude L of the antenna in the form of a logarithmic law which is written as follows :
  • the radius R of the support is between approximately 1 m and approximately 1.2 m, and the inclination ⁇ is between approximately 35 ° and approximately 40 ° for an offset angle ⁇ of 25 °.
  • the inclination ⁇ is equal to 38.3 ° and the radius R is equal to 1.1 m.
  • the inclination ⁇ of the support plane PS distinct from the focal plane xCF is chosen as a function of the latitude L of the antenna so that the sources 2, 4 mounted on the support can be optimally pointed along a focal line ( Figure 13) corresponding to the geostationary orbits of the targeted satellites.
  • This inclination ⁇ is adjusted to within ⁇ 5 ° by rotation of the support 3 around the first ends 31 of the arms 30, as shown in FIG. 12.
  • the support 3 is for example from a light metal tube of section equal to 20 mm, the circular curvature of which is produced by bending. It is immobilized relative to the reflector 1 proper by means of two bent side arms 30 having first ends 31 articulated at the ends of the support (Figure 12) to and from the second ends nested 32 in brackets fixed against the convex rear face of the reflector ( Figure 1).
  • the support 3 is pierced with diametral holes 33 spaced regularly to selectively fix bent fixing collars 34 of the primary sources 2 or 4, as shown in FIG. 7.
  • Each fixing collar encloses the rear waveguide 21, 40 d a primary source 2, 4 and has a groove 35 with a semi-cylindrical bottom for receiving the support 3.
  • In the sides of the groove 35 are formed two diametrically opposite longitudinal slides 36 which are traversed by a threaded clamping rod 37 passing through a hole 33 of the source support in order to slide the collar 34 with the primary source 2, 4 on the support 3 and to position the primary source to ensure continuous targeting of the geostationary orbit.
  • the fixing collars 34 are oriented at an angle ⁇ - ⁇ relative to the plane of symmetry PS of the support so as to point the sources towards the center C of the reflector, as shown in FIGS. 2 and 12.
  • the angle ⁇ - ⁇ remains identical regardless of the lateral displacement of the source along the support and is between approximately 10 ° and approximately 20 °. Under a latitude L of 45 ° of the antenna, the angle ⁇ - ⁇ is 13.1 °.
  • the plane PS of the support 3 When the antenna is installed at a latitude other than 30 to 60 °, the plane PS of the support 3 has an inclination ⁇ of between 35 ° for regions close to the equator and 55 ° for regions close to the North Pole.
  • the geometry of the support 3 of the sources 2, 4 is extremely simplified in order to reduce its manufacturing cost and facilitate the installation of the sources by quick and easy pointing to the desired satellites. This intrinsic property is only obtained thanks to the set of coefficients a and bi associated with the very particular choice of the parameters ⁇ - ⁇ , ⁇ and R, which are used to define the geometry of the support.
  • other types of support as described in patents FR-2,685,131 and EP-0 700 118 can be used.
  • FIG. 13 The advantages of the antenna of the invention pointed towards geostationary satellites are illustrated in FIG. 13 by nine radiation diagrams DR1 to DR9 represented by level lines and corresponding to nine radioelectric beams of satellites positioned along the orbit geostationary likely to be received by nine primary sources 2, 4 juxtaposed on the support 3 of the antenna at an average latitude of 45 °.
  • SA approximately 3 °
  • the maximum of each beam coincides perfectly with the geostationary orbit OG over an angular range greater than 55 ° ([-27.5 °, 27.5 °]).
  • the antenna is designed according to the preferred embodiment to operate at latitudes close to 45 °, that is to say for latitudes between approximately 30 ° and approximately 60 ° without it being necessary to add adjustments in elevation, that is to say adjustments of the angle ⁇ - ⁇ or of the angle ⁇ , on the positioning of the primary sources.
  • the antenna is distinguished by the following points:
  • the average efficiency of the antenna remains high, of the order of 45%, over an angular scanning range greater than 50 °;
  • the antenna of the invention is reproducible for other uses than multi-satellite reception in Ku band.
  • the configuration of all the dimensions of the antenna as a function of the frequency extends the field of the invention to multimedia applications.
  • the antenna according to the invention can be used: - for the reception of several beams of satellites of the geostationary orbit; for reception and / or transmission to the geostationary orbit;

Landscapes

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

Description

Antenne à réflecteur continu pour réception multiple de faisceaux de satellite
La présente invention concerne une antenne de réception, voire d'émission, de faisceaux de télécommunications de satellite.
Plus particulièrement, l'invention a trait à une antenne avec un réflecteur unique présentant un large champ de vision pour recevoir simultanément plusieurs faisceaux de satellites de télédiffusion géostationnaires dépointés d'une cinquantaine de degrés entre eux, sans utiliser un moyen motorisé pour déplacer le réflecteur. L'antenne est destinée notamment à des installations domestiques dans des maisons individuelles, à des installations collectives dans des immeubles ou à des installations communautaires servant à l'alimentation de têtes de réseaux câblés pour recevoir plusieurs faisceaux émis par des satellites de radiocommunications. L'antenne de l'invention peut également être utilisée pour des applications professionnelles telles que des réseaux de diffusion de données.
L'antenne de réception individuelle pour faisceaux de satellite la plus commercialisée actuellement pour le grand public comprend un réflecteur fixe dont la surface réfléchissante est un parabololde de révolution de diamètre circulaire ou de grand axe elliptique compris entre 50 et 90 cm. L'axe de symétrie du réflecteur est pointé vers le satellite. Une tête de réception fixée est généralement par des bras et positionnée au foyer unique du réflecteur.
Lorsque le satellite visé a une position orbitale très voisine d'autres satellites géostationnaires, l'antenne capte les émissions de ces divers satellites au moyen d'une ou deux têtes de réception. Mais, lorsque l'usager souhaite recevoir plusieurs faisceaux de satellites dépointés de plus d'une dizaine de degrés, le réflecteur doit être tourné et dirigé vers le satellite choisi soit par une motorisation soit manuellement. Ainsi, cette antenne à réflecteur n'assure pas la réception simultanée de plusieurs satellites. Les antennes généralement utilisées pour la réception multisatellite comprennent un réflecteur en forme de tore parabolique ou sphérique. Ce type de réflecteur présente une faible efficacité d'au plus 24% qui n'est due qu'à une illumination suivant une direction donnée que d'une faible partie du réflecteur. En conséquence, les capacités de balayage d'une source primaire de réception devant ce réflecteur sont améliorées qu'au prix d'une augmentation considérable de la surface du réflecteur.
Le brevet US-5 140 337 décrit un réflecteur d'antenne avec une efficacité d'ouverture élevée ayant une surface réfléchissante concave sensiblement cylindrique dont les sections transversales sont déduites de deux paraboles identiques à axes inclinés et symétriques par rapport à un plan azimutal. L'article de William P. Craig, Carey M. Rappaport et Jeffrey S. Mason intitulé "A High Aperture Efficiency, Wide-Angle Scanning Offset Reflector Antenna", IEEE Transactions on Antennas and Propagation, Vol. 41, No. 11, novembre 1993, pages 1481-1490, concerne également une surface réfléchissante de réflecteurs issus de deux paraboles inclinées et symétriques mais pour former la section d'un tore. Le brevet US 5 175 562 du même inventeur, Carey M. Rappaport, divulgue une antenne excentrée de type offset ayant une grande efficacité tout en préservant un large champ de vision entre - 30° et + 30° ; la surface réfléchissante concave du réflecteur de l'antenne est déduite de deux paraboloïdes identiques à axes inclinés et symétriques par rapport à l'axe de visée de l'antenne, et est décrite par une équation polynomiale du sixième degré.
Toutefois, la géométrie de ces réflecteurs n'est pas satisfaisante pour une réception individuelle en raison de la distance focale de ces réflecteurs trop longue. Ils nécessitent des sources primaires de réception extrêmement directives de grand diamètre augmentant ainsi l'encombrement de l'antenne, et la séparation angulaire de rayonnement entre faisceaux consécutifs est supérieure à 6°.
La demande de brevet EP-0 700 118 divulgue également une surface réfléchissante concave continue de réflecteur mais qui est déduite d'une portion de parabololde classique par une variation linéaire de la cote d'un point parallèle à l'axe du parabololde en dépendance de la longueur d'onde.
Cette surface réfléchissante confère en pratique des gains relativement faibles pour des directions de rayonnement dépointées de quelques dizaines de degré par rapport au foyer du parabololde.
L'invention a pour objectif de fournir un réflecteur fixe d'antenne dont la surface réfléchissante est déduite d'un unique parabololde selon un algorithme de formulation optimale d'équation afin de recevoir simultanément plusieurs faisceaux de satellite fortement dépointés entre eux par plusieurs sources primaires positionnées dans une large ouverture de l'ordre de 50° avec une directivité stable et une séparation angulaire relativement faible, de quelques degrés, et donc une plus grande efficacité d'ouverture, de l'ordre de 40 % à 50 %, que les réflecteurs selon la technique antérieure évoquées ci-dessus.
L'optimisation de la surface réfléchissante améliore le rendement moyen sur 1 ' ensemble du champ de vision de l'antenne, sans remontée de lobes secondaires fortement dissymétriques lorsque les faisceaux décrivent l'orbite géostationnaire .
L'invention concerne, comme la demande de brevet précitée EP-0 700 118, une antenne comprenant un réflecteur pour faisceaux de satellite de télécommunications, ayant une surface réfléchissante concave continue dont l'équation est déduite de celle d'un parabololde excentré de foyer et d'angle d'offset en y additionnant l'équation d'une surface de correction et qui est symétrique par rapport à un plan de symétrie focal du parabololde. Pour atteindre l'objectif ci-dessus, l'antenne de l'invention est caractérisée en ce que l'équation de la surface de correction comprend un polynôme du deuxième degré en deux coordonnées relatives à des axes perpendiculaires à l'axe de symétrie du parabololde et une somme de N(2N-1) termes dépendant notamment de distances entre la projection d'un point quelconque de la surface réfléchissante sur un plan perpendiculaire au plan de symétrie et de N(2N-1) points de contrôle d'une grille s 'étendant sur ledit plan perpendiculaire et limitée par le plan de symétrie, N étant un entier au moins égal à 2.
Comme on le verra dans la description détaillée, la plupart des termes de l'équation de la surface de correction ont un coefficient dépendant de la distance focale f entre le foyer et le centre de la surface réfléchissante et d'un paramètre sans dimension fonction de l'étendue du champ de vision du réflecteur. La valeur du paramètre sans dimension de 5 l'ordre de 0,55 permet de contrôler le champ de vision du réflecteur.
Selon une réalisation préférée de l'invention, la surface de correction a pour équation :
2 2 2 1/2 avec rι(x,y) = [(y-γ.f'.yi) + (x-γ.f'.xj.) + (x+γ.f'.xj ]
où x, y, z sont les coordonnées du point
15 quelconque de la surface réfléchissante et XJ_, y_ les coordonnées d'un point de contrôle de la grille dans ledit plan perpendiculaire, a^ et bi à bq sont des coefficients prédéterminés, γ le paramètre sans dimension et f la distance focale entre le foyer du
20 parabololde et le centre de la surface réfléchissante .
Pour des latitudes de l'antenne comprises entre 30° et 60°, il est recommandé que la distance focale entre le foyer du parabololde et le centre de la
25 surface réfléchissante soit comprise entre 30 fois et 45 fois une longueur d'onde moyenne des faisceaux de satellite, soit approximativement 0,75 m et 1,1 m en bande Ku pour une fréquence voisine de 12 GHz, et l'angle d'offset entre l'axe de parabololde et le
30 segment joignant le foyer au centre de la surface réfléchissante est compris entre environ 20° et environ 30° .
En pratique, l'antenne est du type offset, et le contour du réflecteur est en général de type sensiblement circulaire ou elliptique ou rectangulaire et l'antenne est contenue dans un mètre-cube.
L'invention a également pour objectif de fournir un support de sources primaires ayant une conception relativement simple et donc peu coûteuse, tout en assurant aisément un pointage des sources primaires précis par réflexion sur le réflecteur vers des satellites situés sur l'orbite geostationnaire qui n'est pas rectiligne dans des régions non équatoriales .
Le support supporte des sources primaires orientées vers le centre de la surface réfléchissante. Il peut être en forme d'arc de cercle, de préférence sur un angle de 50° environ. Le support ne passe pas par le foyer du parabololde et est contenu dans un plan de support et est positionné afin que le centre de phase d'une source située dans le plan de symétrie focal coïncide sensiblement avec le foyer du parabololde. L'inclinaison du plan de support par rapport à l'axe du parabololde est supérieure à l'angle d'offset entre l'axe du parabololde et le segment joignant le foyer au centre de la surface réfléchissante. Cette inclinaison adapte la position du support et donc des sources en fonction de la latitude de l'antenne. En particulier, l'inclinaison du plan de support dépend d'une fonction logarithmique de l'angle d'offset et d'une fonction linéaire de la latitude de l'antenne. La différence entre l'inclinaison du plan de support et l'angle d'offset peut être comprise entre 10° environ et 20° environ pour une latitude d'antenne comprise entre 30° et 60°. Le rayon du support peut avoir un rayon qui est proportionnel à la distance focale entre le foyer du parabololde et le centre de la surface réfléchissante et qui dépend d'une fonction trigonométrique de l'inclinaison du plan de support et de l'angle d'offset.
Le support peut être monté à rotation autour d'un axe fixe par rapport au réflecteur et passant par les extrémités du support et perpendiculaire au plan focal du parabololde contenant le centre du réflecteur afin de sélectionner précisément l'inclinaison du plan du support.
Actuellement, il n'existe pas d'antenne multifaisceau sans ajustement du pointage des sources en fonction de la latitude de la station. Les caractéristiques précitées du support de l'invention et particulièrement le dimensionnement du rayon du support et l'orientation du support élimine toute forme de réglage transverse au déplacement latéral des sources. Il en résulte une amélioration substantielle dans 1 ' ergonomie du montage de l'antenne par une simplification du pointage des faisceaux sur l'orbite geostationnaire. Ainsi, contrairement à la technique antérieure, l'antenne à réflecteur selon l'invention minimise les erreurs de pointage des faisceaux vers l'orbite geostationnaire quelle que soit la latitude de l'antenne où elle est installée .
L'invention concerne également au moins deux sources primaires montées sur le support ayant une séparation angulaire de rayonnement au plus égale à 3° environ afin de capter des faisceaux de satellites très proches sans perturbation notable entre eux, ce qui contribue à atteindre une excellente couverture de réception sur une plage angulaire supérieure à 50°.
Selon une première réalisation, au moins une source primaire est en cornet et a un tronçon cylindrique arrière, un tronçon tronconique intermédiaire de diamètre de grande base sensiblement inférieur au double du diamètre moyen du tronçon arrière, et un tronçon tronconique avant de longueur sensiblement supérieure au double de la longueur du tronçon intermédiaire et un diamètre de grande base sensiblement égal au double du diamètre moyen du tronçon arrière.
La directivité de la source primaire en cornet est améliorée lorsqu'elle comprend une gorge faciale située à la périphérie de la grande base du tronçon tronconique avant, ayant une largeur sensiblement égale au huitième du diamètre de grande base du tronçon avant, et limitée par un côté externe plus long que le côté interne de la gorge. Selon une deuxième réalisation, au moins une source primaire est en cierge diélectrique. Cette source en cierge diélectrique peut comprendre un cierge diélectrique comportant des premier, deuxième et troisième tronçons cylindriques de longueurs sensiblement identiques et ayant des diamètres diminuant d'un tronçon au suivant depuis une extrémité arrière vers une extrémité avant de la source dans des rapports compris entre 3/4 environ et 9/16 environ et compris entre 1/2 environ et 2/3 environ. Selon une autre variante, la source en cierge diélectrique peut comprendre un cierge diélectrique comportant un premier tronçon cylindrique, des deuxième et troisième tronçons ayant des longueurs sensiblement égales à la moitié d'une longueur minimale du premier tronçon et des diamètres inférieurs au diamètre du premier tronçon et dans un rapport de sensiblement 2/3 à 7/8 entre eux, et des quatrième, cinquième et sixième tronçons ayant des longueurs sensiblement égales au tiers de la longueur minimale du premier tronçon et des diamètres inférieurs au diamètre du troisième tronçon et dans des rapports de sensiblement 3/4 à 7/8 d'un tronçon au suivant.
La source primaire en cierge peut comprendre également une gorge métallique s 'étendant partiellement autour du premier tronçon de plus grand diamètre du cierge diélectrique, ayant une largeur comprise entre le huitième environ et le sixième environ du diamètre du premier tronçon, et limitée par un côté externe plus long qu'un côté interne de la gorge.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront plus clairement à la lecture de la description suivante de plusieurs réalisations préférées de l'invention en référence aux dessins annexés correspondants dans lesquels :
- la figure 1 est une vue en perspective d'une antenne selon 1 ' invention ; - la figure 2 et une vue de côté du réflecteur de l'invention par rapport au repère d'un parabololde initial ;
- la figure 3 est une vue en perspective d'une surface de correction par rapport au parabololde initial, entrant dans l'équation du réflecteur ;
- les figures 4 et 5 sont des graphes montrant deux exemples de grilles symétriques de points de contrôle pour interpoler la surface réfléchissante du réflecteur ; - la figure 6 est une vue de face de la surface réfléchissante du réflecteur avec un contour préféré r
- la figure 7 est une vue de côté d'une source primaire en cornet avec un collier de fixation, selon une première réalisation ;
- la figure 8 est une vue en perspective du collier de fixation ;
- la figure 9 est une vue en coupe axiale de la source primaire en cornet ;
- la figure 10 est une vue en coupe axiale d'une source primaire en cierge selon une deuxième réalisation ; la figure 11 est une vue schématique en perspective montrant un plan dans lequel un support de source primaire de 1 ' antenne est développé ;
- la figure 12 est une vue en perspective du support monté à rotation autour de ses extrémités ; et - la figure 13 montre des diagrammes de rayonnement de faisceaux radioélectriques captés par des sources primaires de l'antenne selon l'invention.
Les antennes de télécommunications selon l'invention décrites ci-après sont, à titre d'exemple, prévues pour fonctionner dans une bande de fréquence porteuse d'utilisation supérieure au gigahertz, particulièrement comprise entre 10,5 GHz environ et 14,5 GHz environ, afin de recevoir des faisceaux de télécommunications émis par des satellites de télécommunications géostationnaires sur une orbite proche de l'équateur. Les dimensions des éléments constitutifs de l'antenne de réception sont indiquées ci-après par rapport à une longueur d'onde moyenne prédéterminée λ correspondant à la fréquence centrale d'une bande de fréquence d'utilisation incluant les fréquences porteuses d'émission des satellites. Typiquement, la longueur d'onde moyenne est égale à 2,5 cm et correspond à la fréquence porteuse centrale de 12 GHz.
En référence aux figures 1 et 2, une antenne selon l'invention comprend essentiellement un réflecteur fixe 1, plusieurs sources primaires hyperfrequences 2 et un support de source 3. Sur le support, les sources 2 sont positionnées en regard de la surface réfléchissante concave 11 du réflecteur 1 et le long d'une ligne focale plane et sensiblement circulaire passant à proximité d'un foyer F et transversalement à celle-ci. Ces sources reçoivent simultanément des faisceaux de satellites de télécommunications ou de télédiffusion séparés entre eux d'au plus quelques degrés environ, typiquement trois degrés environ, sur l'orbite geostationnaire dans un angle de couverture d'antenne 2 αmax d'au plus une cinquantaine de degrés environ, soit un dépointage maximum des faisceaux de ± 25° environ. Par exemple, au plus une quinzaine de sources primaires 2 sont positionnées sur le support 3 respectivement en fonction de la position de quinze satellites relativement à la position terrestre de 1 ' antenne .
La surface et le contour du réflecteur 1 ainsi que la géométrie du support de source 3 sont conçus pour satisfaire des normes de réception de faisceaux de satellites de télédiffusion. En particulier, le réflecteur a une dimension maximale inférieure à 1 mètre . La surface réfléchissante concave 11 du réflecteur 1 a une géométrie représentée par l'équation mathématique suivante dans un repère (C,x,y,z) :
z(x,y) = zp(x,y) + zc(x,y).
Le réflecteur conformé selon l'équation précédente est obtenu en ajoutant une surface de correction zc(x,y) à un réflecteur parabolique initial issu d'un parabololde à section circulaire, à axe de symétrie horizontal OZ et de foyer F. L'équation du parabololde s'écrit après un changement de repère (0,X,Y,Z) en C(x,y,z), tel que X = x, Y = y - f'sinθ et Z = z + f - f'cosθ, sous la forme d'une équation de parabololde excentré (offset) :
1 2 ^ 2 sintf zD x, y = ( x + y - y . p τ 2/O + cos< ) J l + cos0
f est la focale géométrique entre le sommet 0 du parabololde initial, confondu avec l'origine du repère initial (0,X,Y,Z), et le foyer géométrique F du parabololde et du réflecteur 1. f est la focale équivalente du réflecteur entre le centre C de l'ouverture du réflecteur et le foyer géométrique F du réflecteur. θ désigne l'angle d'offset du réflecteur entre l'axe optique Cz du réflecteur parallèle à l'axe OZ du parabololde et le segment CF de la focale équivalente. Les focales f et f ' sont liées par la relation suivante :
f = - (1+cosθ) . 2
Selon une réalisation préférée, on a : 750 mm < f ' < 1,1 m, typiquement f = 940 mm, et 20° < θ < 30°, typiquement θ = 25,2°. La géométrie de la surface de correction zc(x,y) est illustrée à la figure 3 par rapport au parabololde et est décrite par une équation mathématique basée sur une interpolation d'arcs de courbes paramétriques polynomiales dits "splines", utilisée habituellement en mécanique pour représenter la flexion de plaques minces.
La surface réfléchissante 11 étant symétrique par rapport au plan d'élévation (site) yCz, elle est définie par interpolation de points de contrôle disposés sur une grille régulière de mailles rectangulaires dans l'un des demi-plans xCy de l'ouverture du réflecteur limité par le plan de symétrie focal yCz. Le nombre des points de contrôle est N x N par quadrant dans le repère xCy, N étant un entier supérieur ou égal à 2. A titre d'exemples, des grilles avec N = 3 et N = 4 sont illustrées aux figures 4 et 5. Le nombre total I de points de contrôle est de N(2N-1).
L'équation de la surface de correction comporte 1+4 coefficients ai à ai et bi à b-j et un paramètre sans dimension γ représentant la largeur normalisée du domaine d'interpolation par rapport à la focale équivalente f. L'équation de la surface de correction a la forme suivante :
zc (χ, y) = 2 + b3y + b4-r-
2 2 2 1/2 avec ri (x,y) = [ (y-γ.f ' .yi) +(x-γ.f'.xi) +(x+γ.f'.xj_) ]
La variable ri(x,y) est fonction de la distance
2 2
(y-γ.f '.yi) + (x-γ.f'.Xi) entre la projection d'un point quelconque de la surface réfléchissante 11 de coordonnées (x,y) sur le plan xCy et de l'un (γ.f'.xi, γ.f'.yi) des N(2N-1) points de contrôle de la grille, au produit γf ' près.
Les 1+4 coefficients de la surface de correction zc(x,y) sont calculés par résolution d'un système linéaire de 1+4 équations à partir des cotes Zi des points de contrôle. Les cotes z^ sont des inconnues qui s'obtiennent en suivant les deux étapes distinctes ci-après. A une première étape, des valeurs approchées de Z sont calculées en utilisant une formulation analytique fondée sur une décomposition en série de Taylor des aberrations, telles que stigmatisme et aplanétisme. La série du Taylor est à l'ordre 6 pour atteindre une précision suffisante sur la détermination de la cote z. L'équation obtenue pour la surface de correction est paramétrable en fonction de la position d'une source primaire extrême 2E de coordonnées (x£,yE.zE)' 1! est ^a plus décalée le long du support circulaire 3 par rapport au plan de symétrie yCz, et en fonction de l'angle d'ouverture maximal c.maχ de l'antenne égal à l'angle de défocalisation de la source extrême, comme montré à la figure 1. Cette équation se présente sous la forme suivante :
5 10 10
P(xi,yi,zi(xi,yi) )= ∑ ∑ ∑ an ι mt p { xE, yE, , zE, max ) x i Ω y F z ? n=0 m=0 p=0
Les coefficients an,m, p s'expriment sous forme polynomiale en fonction de (xE,yE,zg) et αmax et les valeurs de z associées au couple (xi.yi) s'obtiennent en cherchant la seule racine réelle et physique de l'équation P(xi,yi,Z ) = 0. L'équation ci-dessus ne donne qu'une solution approchée non optimale.
A une deuxième étape, à partir des points (xi,yi,Zi) ainsi calculés, la surface initiale est générée sous la forme de l'équation polynomiale du deuxième degré précitée zc(x,y). Un processus d'optimisation hybride fondé sur un algorithme génétique couplé à une méthode à gradient ajuste et optimise les valeurs des cotes Zi en satisfaisant simultanément les conditions suivantes :
- stabilisation de la directivité sur tout le champ de vision du réflecteur, respect de caractéristiques de faisceaux radioélectriques normalisés, telles que diagrammes, - pointage exact de tous les faisceaux sur l'orbite geostationnaire et particulièrement de trois faisceaux correspondant aux deux sources extrêmes défocalisés à ± αmaχ et à une source centrale 2F centrée sur le foyer F avec α = 0 ; - stabilisation des performances sur la bande de fréquence d'utilisation, particulièrement du gain relativement aux sources extrêmes et à la source centrale .
Après plusieurs dizaines d'itérations successives, les coefficients de l'équation de la surface de correction zc sont déduites.
La plage angulaire de couverture de l'antenne dépend du paramètre γ qui définit une famille de surfaces réfléchissantes. L'invention concerne ainsi un ensemble de surfaces réfléchissantes ayant des formes voisines et des performances radioélectriques sensiblement identiques. Lorsque γ augmente, le champ de vision du réflecteur diminue et évolue progressivement vers les performances du réflecteur parabolique au delà de γ = 0,65 environ. Lorsque γ diminue, le champ de vision augmente ; en dessous du seuil de l'ordre de 0,5, le rendement moyen du réflecteur diminue excessivement entraînant des écarts de directivité importants entre le faisceau central et le faisceau extrême le plus décalé. Une valeur de γ proche de 0,54 ou 0,55 est recommandée pour assurer une couverture 2 αmax d'une cinquantaine de degrés.
A titre d'exemple, les coefficients spécifiques dans l'équation définissant la surface de correction zc(x,y) entrant dans l'équation de la surface réfléchissante 11 du réflecteur 1 sont indiqués dans le tableau suivant pour N = 4 et I = 28.
La découpe de la surface réfléchissante 11 du réflecteur dont la projection suivant l'axe Cz sur le plan xCy est montrée à la figure 6, n'est pas nécessairement circulaire ou elliptique. Elle est généralisée à une forme « superquadrique » dont l'équation cartésienne est la suivante :
rχXlv Xlv
+ = 1
A désigne le demi-axe du réflecteur suivant l'axe azimutal x, B désigne le demi-axe du réflecteur suivant l'axe d'élévation y de la direction d'offset du réflecteur, et v est un nombre réel positif défini ci-après. Relativement aux figures 4 et 5, la dimension maximale 2A de l'ouverture du réflecteur est inférieure au côté du carré qui vaut 2γf égal typiquement à 103,5 cm environ.
Les paramètres servant à définir cette courbe sont optimisés de façon à minimiser l'encombrement du réflecteur et à maintenir le rapport (focale équivalente f /dimension maximale 2A) à une valeur inférieure à un. Leurs valeurs respectives sont indiquées ci-dessous à titre d'exemple : A/λ < 20 ,
1 , 3 < A/B < 1 , 4 ,
1 , 0 < v < 3 , λ étant la longueur d'onde correspondant à la fréquence centrale de la bande de fréquence d'utilisation.
Les paramètres A et v sont choisis afin que le réflecteur 1 soit en conformité avec des réglementations nationales concernant l'installation d'antennes individuelles de réception satellite, c'est-à-dire présente une dimension maximale 2A inférieure à 98 cm en bande Ku pour la France. Ces paramètres interviennent également pour ajuster la superficie et donc le gain du réflecteur en fonction de l'application visée.
Cependant, la forme du contour de la surface réfléchissante peut être sensiblement modifiée pour améliorer l'esthétique du réflecteur sans altérer les performances de celui-ci.
Chacune des sources primaires 2 comprend, selon une première réalisation, un cornet comportant un tronçon cylindrique arrière 21, un tronçon tronconique intermédiaire 22, un tronçon tronconique avant 23 et une gorge circulaire faciale 24, comme montré aux figures 7 et 9.
Des cotations géométriques exactes du cornet 2 selon un exemple de réalisation préféré sont précisées dans la vue en coupe montrée à la figure 9. Toutes les dimensions sont normalisées par rapport à la longueur d'onde λ correspondant à la fréquence centrale de la bande de fréquence d'utilisation.
Si Ll, typiquement égal à 1,67 λ , désigne la longueur minimale du tronçon tronconique intermédiaire 21, les longueurs L2 et L3 des deux autres tronçons 22 et 23 sont sensiblement supérieure à Ll/2 et sensiblement supérieure à Ll, c'est-à-dire L3 est sensiblement égale à 2. L2. Pour un diamètre moyen Dl, typiquement égal à 0,7 λ , du tronçon arrière 21 qui est séparé de la petite base du tronçon intermédiaire 22 par trois épaulements, les diamètres D2 et D3 des grandes bases des tronçons tronconiques 22 et 23 sont respectivement sensiblement inférieur à 2. Dl et sensiblement supérieur à 2. Dl .
La gorge 24 est située sur la périphérie de la grande base du tronçon tronconique avant 23 et dans le prolongement de celle-ci. Elle contribue à aplatir le plan d'onde en sortie du cornet et à augmenter ainsi la directivité de celui-ci pour une largeur de bande de 4 GHz environ dans laquelle le cornet a un gain de l'ordre de 15 dBi en moyenne. La gorge a un côté externe 241 de longueur L4 comprise entre L2 et 1,5(L2), un côté interne 242 de longueur L5 sensiblement inférieure à L2/2, un diamètre externe D4=2,05 λ sensiblement égal à 3(D1), soit une largeur de gorge sensiblement égale à D4/8, et un diamètre interne sensiblement égal à D3, soit 1,62 λ . A performances radioélectriques égales vis-à-vis d'un cornet conventionnel, le profil intérieur du cornet 2 de l'invention lui confère une plus grande compacité et permet d'atteindre une séparation angulaire de 3° entre faisceaux consécutifs tout en maintenant le rapport f'/2A du réflecteur faible, inférieur à un. Ce profil permet également de minimiser le coût de fabrication du cornet par moulage . Selon une deuxième réalisation, une source primaire est une source diélectrique 4 dite source en "cierge" ou "cigare" dont les cotes géométriques précises sont indiquées à la figure 10 selon un exemple préféré. La source en cierge 4 a également un gain de l'ordre de 15 dBi en moyenne dans la bande utile de 4 GHz et offre un déplacement de centre de phase P4 de l'ordre du centimètre pour une largeur de bande de fréquence de 4 GHz environ pour compenser l'aberration chromatique du réflecteur.
La source en cierge 4 comprend un "cierge" diélectrique comportant des tronçons cylindriques dont les diamètres diminuent depuis une extrémité arrière vers une extrémité avant en regard du réflecteur. Les tronçons sont un tronçon cylindrique arrière 41 contenu partiellement dans un guide métallique monomode 40, saillant sur une longueur minimale £ 1 ≡ 1,28 λ et ayant un diamètre dl de 0,7 λ à 0,8 λ environ, deux tronçons cylindriques intermédiaires 42 et 43 de longueur L23 égal à environ 0,6 λ et de diamètres respectifs d2 ≡ (3/4)dl ≡ 0,64 λ et d3 = (7/8)d2 ≡ 0,56 λ et trois tronçons avant 44, 45 et 46 plus minces de longueur L456 égale à environ (2/3) L23 ≡ 0,4 λ et de diamètres respectifs d4 ≡ (3/4) d2 ≡ 0,48 λ, d5 ...
(2/3)d2 s 0,40 λ et d6 ≡ (l/2)d2 ≡ 0,32 λ. Le diélectrique a une permittivité relative faible voisine de 2 ; par exemple, il est constitué d'une mousse rigide à faible densité avec une texture fine à cellules fermées, présentant une permittivité de préférence comprise entre 1,7 et 1,9.
La source 4 comprend également une gorge métallique faciale 47 dans le guide métallique 40, s ' étendant autour de la partie arrière du tronçon arrière de cierge diélectrique 47, et ayant un diamètre externe d7 ≡ 3/2 dl ≡ 1,2 λ. Un côté externe 471 de la gorge 47 a une longueur L7 ≡ --'1/2 = 0,56 λ plus longue que la longueur L8 = -f 1/4 -= 0,32 λ d'un côté interne 472 de la gorge. La gorge a ainsi une largeur comprise entre (l/8)dl environ et (l/6)dl environ.
En variantes, le guide d'onde 40 est entièrement chargé de diélectrique, ou est muni d'un cône d'adaptation d'impédance 48 de longueur comprise entre 1,5 λ et 2,5 λ afin de réaliser la transition du cierge diélectrique vers le guide d'onde vide.
Comparativement à la source primaire 2 de type cornet, à focale f ou f ' égale, la source en cierge 4 est moins encombrante d'au moins 25 % en diamètre et permet d'assurer ainsi une séparation angulaire des faisceaux de 2° environ. A séparation angulaire de faisceaux égale, la focale f ou f du réflecteur est réduite d'environ 20 % lorsque la source primaire est une source en cierge dont le diélectrique chargeant le guide d'onde 40 est à faible permittivité et faible perte.
Le support 3 est un tube de forme torique dont l'axe SS en arc de cercle a un centre CS distinct du centre C de la surface réfléchissante 11, comme montré à la figure 11. L'axe circulaire SS passe sensiblement au-dessous du foyer F du réflecteur où le centre de phase P2 (ou P4, figure 10) d'une source primaire centrale 2F située dans le plan de symétrie vertical yCz du réflecteur est positionné exactement, et est contenu dans un plan PS dont l'inclinaison β par rapport au plan horizontal XOZ est fixée par la latitude L de l'antenne, comme montré aux figures 1 et 11. L'inclinaison β diffère de l'angle d'offset θ du réflecteur et s'exprime en fonction de celui-ci et de la latitude L de l'antenne sous la forme d'une loi logarithmique qui s'écrit de la façon suivante :
β = 18,3.Log10(θ - 18,9) + θ + - - 9,
6
L et θ étant des angles s ' exprimant en degrés. Le rayon R de l'axe du support circulaire 3 est déduit de la formule suivante :
f .cosθ
R = cos(NJ- (L/6-9))
De préférence, le rayon R du support est compris entre 1 m environ et 1,2 m environ, et l'inclinaison β est comprise entre 35° environ et 40° environ pour un angle d'offset θ de 25°. Par exemple, pour une latitude L = 45°, l'inclinaison β est égale à 38,3° et le rayon R est égal à 1,1 m.
L'inclinaison β du plan de support PS distinct du plan focal xCF est choisie en fonction de la latitude L de l'antenne afin que les sources 2, 4 montées sur le support puissent être pointées de manière optimale le long d'une ligne focale (figure 13) correspondant aux orbites géostationnaires des satellites visés. Cette inclinaison β est réglée à ± 5° près par rotation du support 3 autour des premières extrémités 31 des bras 30, comme montré à la figure 12.
Le support 3 est par exemple issu d'un tube métallique léger de section égale à 20 mm dont la courbure circulaire est réalisée par cintrage. Il est immobilisé par rapport au réflecteur 1 proprement dit au moyen de deux bras latéraux coudés 30 ayant des premières extrémités 31 articulées aux extrémités du support (figure 12) à et des deuxièmes extrémités emboîtées 32 dans des consoles fixées contre la face arrière convexe du réflecteur (figure 1).
Le support 3 est percé de trous diamétraux 33 espacés régulièrement pour fixer sélectivement des colliers de fixation coudés 34 des sources primaires 2 ou 4, comme montré à la figure 7. Chaque collier de fixation enserre le guide d'onde arrière 21, 40 d'une source primaire 2, 4 et comporte une rainure 35 à fond semi-cylindrique pour recevoir le support 3. Dans les côtés de la rainure 35 sont ménagées deux glissières longitudinales 36 diamétralement opposées qui sont traversées par une tige filetée de serrage 37 passant par un trou 33 du support de source afin de coulisser le collier 34 avec la source primaire 2, 4 sur le support 3 et de positionner la source primaire pour assurer une visée continue de l'orbite geostationnaire .
Les colliers de fixation 34 sont orientés avec un angle β-θ par rapport au plan de symétrie PS du support de façon à pointer les sources vers le centre C du réflecteur, comme montré aux figures 2 et 12. L'angle β-θ reste identique quel que soit le déplacement latéral de la source le long du support et est compris entre 10° environ et 20° environ. Sous une latitude L de 45° de l'antenne, l'angle β-θ est de 13,1°.
Lorsque l'antenne est installée sous une autre latitude que 30 à 60°, le plan PS du support 3 présente une inclinaison β comprise entre 35° pour des régions proches de 1 ' équateur et 55° pour des régions proches du pôle Nord. L'angle β-θ évolue en sens inverse afin que la différence angulaire β-(β-θ) = θ égale à l'angle d'offset soit comprise entre 20° et 30°. La géométrie du support 3 des sources 2, 4 est extrêmement simplifiée pour diminuer son coût de fabrication et faciliter l'installation des sources par un pointage rapide et aisé vers les satellites désirés. Cette propriété intrinsèque n'est obtenue que grâce au jeu des coefficients a et bi associé au choix très particulier des paramètres β-θ, β et R, qui servent à définir la géométrie du support. Toutefois, d'autres types de support comme décrits dans les brevets FR-2 685 131 et EP-0 700 118 peuvent être utilisés.
Les avantages de l'antenne de l'invention pointée vers les satellites géostationnaires sont illustrés à la figure 13 par neuf diagrammes de rayonnement DR1 à DR9 représentés par des lignes de niveau et correspondant à neuf faisceaux radioélectriques de satellites positionnés le long de l'orbite geostationnaire susceptibles d'être reçus par neuf sources primaires 2, 4 juxtaposées sur le support 3 de l'antenne à une latitude moyenne de 45°.
Les faisceaux sont distants de SA=3° environ et le maximum de chaque faisceau coïncide parfaitement avec l'orbite geostationnaire OG sur une plage angulaire supérieure à 55° ([-27,5°, 27,5°]). Lorsque l'antenne est installée dans une région lointaine de l' équateur EQ, les faisceaux ne sont plus alignés. L'écart par rapport à 1 ' équateur EQ n'étant pas négligeable, il est essentiel de prendre en compte ces corrections tout en préservant un seul degré de liberté dans le positionnement des sources primaires. L'antenne est conçue selon la réalisation préférée pour fonctionner sous des latitudes voisines de 45°, c'est-à-dire pour des latitudes comprises entre 30° environ et 60° environ sans qu'il ne soit nécessaire de rajouter des réglages en élévation, c'est-à-dire des réglages de l'angle β-θ ou de l'angle β, sur le positionnement des sources primaires.
L'antenne se distingue par les points suivants:
- la conformation spécifique du réflecteur et du support donne la possibilité de suivre rigoureusement des faisceaux non alignés sur l'orbite geostationnaire par une simple translation guidée de sources primaires le long du support sans ajouter de réglages en élévation (un seul degré de liberté) ;
- simplification de la ligne focale de l'antenne qui est désormais parfaitement plane et circulaire ; séparation angulaire entre faisceaux consécutifs de 3° environ avec des sources en cornet 2 ou de 2° environ avec des sources en cierge 4, obtenue avec un réflecteur à encombrement réduit, c'est-à-dire un rapport focale/diamètre inférieur à un, grâce notamment à la compacité et la directivité de sources primaires spécifiques ;
- les caractéristiques de rayonnement de chaque faisceau respectent des spécifications normalisées en copolaire et contrapolaire ;
- le rendement moyen de l'antenne reste élevé, de l'ordre de 45%, sur une plage angulaire de balayage supérieure à 50° ;
- une bande passante très large de l'ordre de 35% (10,5 GHz à 14,5 GHz) ; des dimensions géométriques d'antenne
3 contenues dans un cube de 1 m ; compatibilité de l'antenne avec un positionneur utilisant une monture polaire.
L'antenne de l'invention est reproductible pour d'autres usages que la réception multi-satellites en bande Ku . Le paramétrage de toutes les dimensions de l'antenne en fonction de la fréquence étend le domaine de l'invention à des applications multimédia. L'antenne selon l'invention peut être utilisée : - pour la réception de plusieurs faisceaux de satellites de l'orbite geostationnaire ; pour la réception et/ou l'émission vers l'orbite geostationnaire ;
- avec un déplacement commandé électriquement d'une source primaire unique devant le réflecteur, comme décrit par exemple pour le déplacement d'une tête hyperfréquence dans les brevets FR-2 685 131 et
EP-0 700 118.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Antenne comprenant un réflecteur (1) pour faisceaux de satellite de télécommunications, ayant une surface réfléchissante concave continue (11) dont l'équation est déduite de celle d'un parabololde excentré de foyer (F) et d'angle d'offset (θ) en y additionnant l'équation d'une surface de correction et qui est symétrique par rapport à un plan de symétrie focal (yCz) du parabololde, caractérisée en ce que l'équation de la surface de correction comprend un polynôme du deuxième degré en deux coordonnées relatives à des axes (Cx, Cy) perpendiculaires (xCy) à l'axe de symétrie (OZ) du parabololde et une somme de N(2N-1) termes dépendant notamment de distances entre la projection d'un point quelconque (x,y) de la surface réfléchissante sur un plan perpendiculaire au plan de symétrie (yCz) et de N(2N-1) points de contrôle (xi, yi) d'une grille s 'étendant sur ledit plan perpendiculaire et limitée par le plan de symétrie (yCz) , N étant un entier au moins égal à 2.
2 - Antenne conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la plupart des termes de l'équation de la surface de correction ont un coefficient dépendant de la distance focale (f) entre le foyer (F) du parabololde et le centre (C) de la surface réfléchissante (11) et d'un paramètre sans dimension fonction de l'étendue du champ de vision du réflecteur (1) .
3 - Antenne conforme à la revendication 1, caractérisée en ce que la surface de correction a pour équation :
2 2 - 2 1/2 avec ri(x,y) = [(y-γ.f'.yi) + (x-γ.f'.xi) + (x+γ.f'.xi) ]
5 où x, y, z sont les coordonnées du point quelconque de la surface réfléchissante (11) et Xi, yi les coordonnées d'un point de contrôle de la grille dans ledit plan perpendiculaire (xCy) , a et
10 b]_ à b4 sont des coefficients prédéterminés, γ un paramètre sans dimension et f la distance focale entre le foyer (F) du parabololde et le centre (C) de la surface réfléchissante (11).
15 4 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans laquelle la distance focale (f) entre le foyer du parabololde (F) et le centre (C) de la surface réfléchissante (11) est comprise entre 30 fois et 45 fois une longueur d'onde
20 moyenne des faisceaux de satellite, et l'angle d'offset (θ) entre l'axe de parabololde (OZ) et le segment joignant le foyer (F) au centre (C) de la surface réfléchissante (11) est compris entre environ 20° et environ 30°.
25
5 - Antenne conforme à la revendication 2 ou 3, dans laquelle le paramètre sans dimension est de 1 ' ordre de 0,55.
30 6 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications l à 5, comprenant un support (3) en forme d'arc de cercle (SS) supportant des sources primaires (2, 4) orientées vers le centre (C) de la surface réfléchissante, ledit support étant contenu dans un plan de support (PS) et positionné afin que le centre de phase (P2, P4) d'une source située dans le plan de symétrie focal (yCz) coïncide sensiblement avec le foyer (F) du parabololde, ledit plan de support (PS) ayant une inclinaison (β) par rapport à l'axe de parabololde (OZ) supérieure à l'angle d'offset (θ) entre l'axe de parabololde et le segment joignant le foyer (F) au centre (C) de la surface réfléchissante (11) .
7 - Antenne conforme à la revendication 6, dans laquelle l'inclinaison (β) du plan de support (PS) dépend d'une fonction logarithmique de l'angle d'offset (θ) et d'une fonction linéaire de la latitude (L) de l'antenne.
8 - Antenne conforme à la revendication 6 ou 7, dans laquelle la différence (β-θ) entre l'inclinaison du plan de support (PS) et l'angle d'offset est comprise entre 10° environ et 20° environ.
9 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 8, dans laquelle le support (3) a un rayon (R) qui est proportionnel à la distance focale (f) entre le foyer du parabololde (F) et le centre (C) de la surface réfléchissante (11) et qui dépend d'une fonction trigonométrique de l'inclinaison (β) du plan de support (PS) et de l'angle d'offset (θ) .
10 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 6 à 9, dans laquelle le support (3) est monté à rotation autour d'un axe fixe par rapport au réflecteur et passant par des extrémités (31) du support. 11 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 10, comprenant au moins deux sources primaires (2, 4) ayant une séparation angulaire de rayonnement (SA) au plus égale à 3° environ.
12 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 11, comprenant au moins une source primaire en cornet (2) ayant un tronçon cylindrique arrière (21) , un tronçon tronconique intermédiaire (22) de diamètre de grande base (D2) sensiblement inférieur au double du diamètre moyen (Dl) du tronçon arrière, et un tronçon tronconique avant (23) de longueur (L3) sensiblement supérieure au double de la longueur (L2) du tronçon intermédiaire et un diamètre de grande base (D3) sensiblement égal au double du diamètre moyen (Dl) du tronçon arrière.
13 - Antenne conforme à la revendication 12, dans laquelle la source primaire en cornet (2) comprend une gorge faciale (24) située à la périphérie de la grande base du tronçon tronconique avant (23) , ayant une largeur sensiblement égale au huitième du diamètre de grande base (D3) du tronçon avant, et limitée par un côté externe (241) plus long que le côté interne (242) de la gorge.
14 - Antenne conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 13, comprenant au moins une source primaire en cierge diélectrique (4).
15 - Antenne conforme à la revendication 14, dans laquelle la source en cierge diélectrique comprend un cierge diélectrique comportant des premier, deuxième et troisième tronçons cylindriques (41 ; 42-43 ; 44-45-46) de longueurs { I l ; 2.L23 ; 3.L456) sensiblement identiques et ayant des diamètres diminuant d'un tronçon au suivant depuis une extrémité arrière vers une extrémité avant de la source dans des rapports compris entre 3/4 environ et 9/16 environ et compris entre 1/2 environ et 2/3 environ.
16 - Antenne conforme à la revendication 14, dans laquelle la source en cierge diélectrique comprend un cierge diélectrique comportant un premier tronçon cylindrique (41), des deuxième et troisième tronçons (42, 43) ayant des longueurs (L23) sensiblement égales à la moitié d'une longueur minimale ( £ 1 ) du premier tronçon et des diamètres inférieurs au diamètre du premier tronçon et dans un rapport de sensiblement 2/3 à 7/8 entre eux, et des quatrième, cinquième et sixième tronçons (44, 45, 46) ayant des longueurs (L456) sensiblement égales au tiers de la longueur minimale du premier tronçon et des diamètres inférieurs au diamètre du troisième tronçon et dans des rapports de sensiblement 3/4 à 7/8 d'un tronçon au suivant.
17 - Antenne conforme à la revendication 15 ou 16, dans laquelle la source primaire en cierge (2) comprend une gorge métallique (47) s ' étendant partiellement autour du premier tronçon (41) du cierge diélectrique, ayant une largeur comprise entre le huitième environ et le sixième environ du diamètre (dl) du premier tronçon (41), et limitée par un côté externe (471) plus long qu'un côté interne (472) de la gorge.
EP00922776A 1999-04-30 2000-04-28 Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite Expired - Lifetime EP1177601B1 (fr)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR9905556A FR2793073B1 (fr) 1999-04-30 1999-04-30 Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite
FR9905556 1999-04-30
PCT/FR2000/001134 WO2000067345A1 (fr) 1999-04-30 2000-04-28 Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP1177601A1 true EP1177601A1 (fr) 2002-02-06
EP1177601B1 EP1177601B1 (fr) 2002-12-04

Family

ID=9545118

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP00922776A Expired - Lifetime EP1177601B1 (fr) 1999-04-30 2000-04-28 Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite

Country Status (11)

Country Link
US (1) US6211842B1 (fr)
EP (1) EP1177601B1 (fr)
JP (1) JP4207390B2 (fr)
CN (1) CN1180513C (fr)
AT (1) ATE229234T1 (fr)
AU (1) AU4306000A (fr)
DE (1) DE60000935T2 (fr)
ES (1) ES2182800T3 (fr)
FR (1) FR2793073B1 (fr)
PT (1) PT1177601E (fr)
WO (1) WO2000067345A1 (fr)

Families Citing this family (27)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001053537A (ja) * 1999-08-13 2001-02-23 Alps Electric Co Ltd 一次放射器
FR2802381B1 (fr) * 1999-12-09 2002-05-31 Cit Alcatel Source rayonnante pour antenne d'emission et de reception destinee a etre installee a bord d'un satellite
EP1269575A2 (fr) 2000-03-01 2003-01-02 Prodelin Corporation Antenne multifaisceau servant a etablir des liaisons de communication individuelles avec des satellites places a proximite angulaire etroite les uns des autres
US6593893B2 (en) * 2000-03-06 2003-07-15 Hughes Electronics Corporation Multiple-beam antenna employing dielectric filled feeds for multiple and closely spaced satellites
EP1139489A1 (fr) 2000-03-31 2001-10-04 Alps Electric Co., Ltd. Source primaire d'antenne amélioré au niveau de l'éfficacité de réception par réduction des lobes secondaires
US6717553B2 (en) * 2001-05-11 2004-04-06 Alps Electric Co., Ltd. Primary radiator having excellent assembly workability
EP1289062A1 (fr) 2001-08-02 2003-03-05 Alcatel Antenne à multifaisceaux
US6700549B2 (en) * 2002-03-13 2004-03-02 Ydi Wireless, Inc. Dielectric-filled antenna feed
US6750827B2 (en) * 2002-05-08 2004-06-15 Waveband Corporation Dielectric waveguide antenna with improved input wave coupler
US7236681B2 (en) 2003-09-25 2007-06-26 Prodelin Corporation Feed assembly for multi-beam antenna with non-circular reflector, and such an assembly that is field-switchable between linear and circular polarization modes
FR2890454B1 (fr) * 2005-09-05 2007-10-12 Alcatel Sa Reflecteur deployable en forme de triangle de reuleaux, pour un instrument d'observation spatiale
FR2926680B1 (fr) * 2008-01-18 2010-02-12 Alcatel Lucent Reflecteur-secondaire d'une antenne a double reflecteur
JP4947662B2 (ja) * 2008-06-23 2012-06-06 シャープ株式会社 一次放射器、ならびに、それを用いたマイクロ波受信用コンバータ、トランスミッタおよびパラボナアンテナ装置
US20100013727A1 (en) * 2008-07-17 2010-01-21 Daniel Pifer LNB Alignment Device for Positioning Satellite Dish Feed Horns and Method Therefor
TWM355467U (en) * 2008-10-17 2009-04-21 Azure Shine Int Inc Mounting device of satellite antenna LNB
WO2010068954A1 (fr) * 2008-12-12 2010-06-17 Wavebender, Inc. Antenne à cavité de guide d’onde intégrée et réflecteur d’antenne
WO2011060497A1 (fr) 2009-11-18 2011-05-26 Impedimed Limited Distribution de signal pour des mesures d'électrode de patient
EP2735055B1 (fr) 2011-07-20 2016-02-10 Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. Antenne à réflecteur pour un radar à ouverture synthétique
JP2014068334A (ja) * 2012-09-06 2014-04-17 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 受信アンテナ装置及び鏡面修整反射鏡の製造方法
EP2911245B1 (fr) 2012-10-16 2020-10-28 Mitsubishi Electric Corporation Dispositif d'antenne à réflecteur
RU2518398C1 (ru) * 2012-11-20 2014-06-10 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем машиноведения Российской академии наук (ИПМаш РАН) Способ адаптации отражающих поверхностей антенны
JP2014165790A (ja) * 2013-02-27 2014-09-08 Nippon Hoso Kyokai <Nhk> 受信アンテナ装置及び鏡面修整反射鏡の製造方法
US9590299B2 (en) * 2015-06-15 2017-03-07 Northrop Grumman Systems Corporation Integrated antenna and RF payload for low-cost inter-satellite links using super-elliptical antenna aperture with single axis gimbal
CN105470653B (zh) * 2015-12-15 2018-01-30 中国工程物理研究院应用电子学研究所 一种限域空间连续相位修正反射天线的设计方法
US11289819B2 (en) * 2017-12-28 2022-03-29 Raven Antenna Systems Inc. Multisat shaped reflector antenna
CN111987406B (zh) * 2020-08-11 2023-03-21 安徽蓝讯通信技术有限公司 一种电调智能天线设备及其安装方法
CN119381783B (zh) * 2024-12-27 2025-04-29 西安欣创电子技术有限公司 赋形天线的设计方法及装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4203105A (en) * 1978-05-17 1980-05-13 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Scanable antenna arrangements capable of producing a large image of a small array with minimal aberrations
US4755826A (en) * 1983-01-10 1988-07-05 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy Bicollimated offset Gregorian dual reflector antenna system
US5140337A (en) 1989-06-23 1992-08-18 Northeastern University High aperture efficiency, wide angle scanning reflector antenna
US5175562A (en) * 1989-06-23 1992-12-29 Northeastern University High aperture-efficient, wide-angle scanning offset reflector antenna
US5214540A (en) * 1991-01-14 1993-05-25 Yoram Yakimovsky Curved mirror optical systems
FR2685131B1 (fr) 1991-12-11 1994-05-27 Telediffusion Fse Antenne de reception a reflecteur fixe pour plusieurs faisceaux de satellite.
FR2701169B1 (fr) 1993-02-02 1995-04-14 Telediffusion Fse Réflecteur d'antenne à diffraction pour plusieurs faisceaux de télécommunications.
FR2724059B1 (fr) * 1994-08-31 1997-01-03 Telediffusion Fse Reflecteur d'antenne pour plusieurs faisceaux de telecommunications
GB9602395D0 (en) * 1996-02-06 1996-04-03 Secr Defence Omnidirectional antenna

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO0067345A1 *

Also Published As

Publication number Publication date
AU4306000A (en) 2000-11-17
DE60000935T2 (de) 2003-07-31
EP1177601B1 (fr) 2002-12-04
US6211842B1 (en) 2001-04-03
DE60000935D1 (de) 2003-01-16
JP2003500868A (ja) 2003-01-07
PT1177601E (pt) 2003-02-28
JP4207390B2 (ja) 2009-01-14
ATE229234T1 (de) 2002-12-15
FR2793073A1 (fr) 2000-11-03
CN1180513C (zh) 2004-12-15
WO2000067345A1 (fr) 2000-11-09
ES2182800T3 (es) 2003-03-16
FR2793073B1 (fr) 2003-04-11
CN1349675A (zh) 2002-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1177601B1 (fr) Antenne a reflecteur continu pour reception multiple de faisceaux de satellite
EP0546913B1 (fr) Antenne à réflecteur fixe pour plusieurs faisceaux de télécommunications
FR2655204A1 (fr) Antenne-reseau d&#39;alimentation de guides d&#39;onde.
EP0682383A1 (fr) Antenne multi-faisceaux pour la réception de micro-ondes émanant de plusieurs satellites
FR2850794A1 (fr) Antenne large bande et a rayonnement omnidirectionnel
EP2434578B1 (fr) Système antennaire a deux grilles de spots a mailles complémentaires imbriquées
WO2008105977A2 (fr) Antenne réflectrice
EP0548876B1 (fr) Antenne active &#34;offset&#34; à double réflecteurs
Prata et al. Displaced-axis-ellipse reflector antenna for spacecraft communications
EP1900064B1 (fr) Lentille inhomogene a gradient d&#39;indice de type oeil de poisson de maxwell, systeme d&#39;antenne et applications correspondants
FR2814614A1 (fr) Lentille divergente a dome pour ondes hyperfrequences et antenne comportant une telle lentille
US6633744B1 (en) Ground-based satellite communications nulling antenna
EP2497150A1 (fr) Montage d&#39;antenne a faisceau mobile
FR2701169A1 (fr) Réflecteur d&#39;antenne à diffraction pour plusieurs faisceaux de télécommunications.
EP3902059A1 (fr) Antenne directive large bande à émission longitudinale
US6633264B2 (en) Earth coverage reflector antenna for geosynchronous spacecraft
Gupta et al. Shaping of Offset Gregorian Reflector Antenna For Enhanced Performance during Beam-Steering in Multi-Position
FR2724059A1 (fr) Reflecteur d&#39;antenne pour plusieurs faisceaux de telecommunications
FR2861899A1 (fr) Antenne-source constituee par une ouverture rayonnante compo rtant un insert
JP3892566B2 (ja) マルチビームアンテナ
FR2782193A1 (fr) Antenne de reception a reflecteur excentre a balayage par la tete de reception,notamment pour la reception de plusieurs satellites de television et son procede de mise en oeuvre
WO2025087979A1 (fr) Dispositif d&#39;émission/réception à domaine de dépointage étendu
WO2025037062A1 (fr) Système de réseau d&#39;antennes multi-bandes et superdirectif
EP3075031B1 (fr) Agencement de structures antennaires pour télécommunications par satellites
EP3155689A1 (fr) Antenne plate de telecommunication par satellite

Legal Events

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 20010910

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

17Q First examination report despatched

Effective date: 20020314

GRAG Despatch of communication of intention to grant

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS AGRA

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

Owner name: FRANCE TELECOM

Owner name: TELEDIFFUSION DE FRANCE

GRAH Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOS IGRA

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AT BE CH CY DE DK ES FI FR GB GR IE IT LI LU MC NL PT SE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20021204

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20021204

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20021204

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20021204

REF Corresponds to:

Ref document number: 229234

Country of ref document: AT

Date of ref document: 20021215

Kind code of ref document: T

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: FRENCH

REF Corresponds to:

Ref document number: 60000935

Country of ref document: DE

Date of ref document: 20030116

GBT Gb: translation of ep patent filed (gb section 77(6)(a)/1977)

Effective date: 20030107

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: SC4A

Free format text: AVAILABILITY OF NATIONAL TRANSLATION

Effective date: 20021204

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030304

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2182800

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030428

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20030428

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030430

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20030430

NLV1 Nl: lapsed or annulled due to failure to fulfill the requirements of art. 29p and 29m of the patents act
REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FD4D

Ref document number: 1177601E

Country of ref document: IE

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

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

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

BERE Be: lapsed

Owner name: *FRANCE TELECOM

Effective date: 20030430

Owner name: *TELEDIFFUSION DE FRANCE

Effective date: 20030430

26N No opposition filed

Effective date: 20030905

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20040430

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: PC4A

Free format text: FRANCE TELECOM FR

Effective date: 20040604

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20080408

Year of fee payment: 9

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Payment date: 20090326

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20090327

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20090407

Year of fee payment: 10

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Payment date: 20090325

Year of fee payment: 10

Ref country code: AT

Payment date: 20090324

Year of fee payment: 10

Ref country code: IT

Payment date: 20090401

Year of fee payment: 10

REG Reference to a national code

Ref country code: FR

Ref legal event code: ST

Effective date: 20091231

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091103

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20091222

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20080429

Year of fee payment: 9

REG Reference to a national code

Ref country code: PT

Ref legal event code: MM4A

Free format text: LAPSE DUE TO NON-PAYMENT OF FEES

Effective date: 20101028

EUG Se: european patent has lapsed
GBPC Gb: european patent ceased through non-payment of renewal fee

Effective date: 20100428

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100428

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20101028

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100428

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100428

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FD2A

Effective date: 20110714

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20110704

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100429

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20100429