EP1421643A1 - Antenne a resonateur dielectrique polarisee circulairement - Google Patents

Antenne a resonateur dielectrique polarisee circulairement

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Publication number
EP1421643A1
EP1421643A1 EP20020772516 EP02772516A EP1421643A1 EP 1421643 A1 EP1421643 A1 EP 1421643A1 EP 20020772516 EP20020772516 EP 20020772516 EP 02772516 A EP02772516 A EP 02772516A EP 1421643 A1 EP1421643 A1 EP 1421643A1
Authority
EP
European Patent Office
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resonator
antenna
ground plane
antenna according
asymmetry
Prior art date
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Ceased
Application number
EP20020772516
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Raphael Gillard
Alexandre Laisne
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Centre National dEtudes Spatiales CNES
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Original Assignee
Centre National dEtudes Spatiales CNES
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
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Filing date
Publication date
Application filed by Centre National dEtudes Spatiales CNES, Centre National de la Recherche Scientifique CNRS filed Critical Centre National dEtudes Spatiales CNES
Publication of EP1421643A1 publication Critical patent/EP1421643A1/fr
Ceased legal-status Critical Current

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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0485—Dielectric resonator antennas
    • H01Q9/0492—Dielectric resonator antennas circularly polarised
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/22—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles
    • H01Q1/24—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set
    • H01Q1/241—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM
    • H01Q1/242—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use
    • H01Q1/243—Supports; Mounting means by structural association with other equipment or articles with receiving set used in mobile communications, e.g. GSM specially adapted for hand-held use with built-in antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H01Q9/0442—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna with particular tuning means

Definitions

  • the present invention relates to dielectric resonator (DRA) antennas operating in circular polarization.
  • the dielectric resonator antennas consist of a resonator made of dielectric material (s) transferred onto a flat support and of a supply device (which may include metallic elements) enabling the resonator to be excited.
  • the resonant cavity proper therefore corresponds to a volume of space, which is distinguished from the environment in which it bathes by its characteristics of higher relative electrical permittivity (s), of 6 to 100 in the literature, without it being necessary to delimit it further (by metallic elements in particular).
  • This characteristic of the DRA leads, compared to the printed antennas, to an original mode of operation and to a specific technology of realization. Above all, it gives them particularly interesting performances.
  • the bandwidth and size of the antennas are directly linked to the choice of geometry and permittivity of the resonator.
  • an antenna can radiate a circularly polarized field if the resonator is excited according to two orthogonal modes in phase quadrature and having the same amplitude.
  • a first technique consists in exciting the two modes separately, using two signals of the same amplitude but phase shifted by ⁇ / 2, applied at two distinct points.
  • This first technique has the disadvantage of requiring a double supply, complex to implement and bulky.
  • a second technique consists in using only one power supply simultaneously exciting the two modes.
  • the phase difference between them is in this case obtained by dissymmetrizing the structure with respect to the excitation point.
  • this operation can, for example, be carried out as proposed in document [2], by machining chamfers on a resonator of square shape, supplied by the perpendicular bisector at one of its sides.
  • a third technique consists in placing metal ribbons on the peripheral surface of a cylindrical resonator, these ribbons being arranged so as to form with the feed a given angle, as proposed in documents [3] and [4]. These metallic ribbons create an asymmetry of the resonator which induces the excitation of the resonator according to two modes.
  • An object of the invention is to provide a simplified dielectric resonator antenna, which does not have the aforementioned drawbacks and which can operate in circular polarization.
  • the invention provides a dielectric resonator antenna comprising a resonator element made of dielectric material and a device for feeding the resonator, and at least one parasitic element positioned against the surface or inside the resonator (this is ie linked at least partially physically with the resonator), helping to create an asymmetry of the antenna, characterized in that the parasitic element (s) extend in the same plane.
  • the parasitic elements of the antenna extend in the same plane, their realization is facilitated. Indeed, these elements can be produced by conventional planar techniques of chemical vapor deposition (CVD) or chemical etching. It should be noted that a slight dissymmetry of the resonator can preexist in the absence of parasitic element without being sufficient to guarantee the excitation of two orthogonal modes with the same amplitude and a phase difference of ⁇ / 2.
  • the dielectric resonator antenna of the present invention does not require cutting or complex or additional machining of the resonator, which makes it possible to use resonators with simple geometry.
  • the asymmetry of the antenna created or reinforced by the parasitic element is sufficient to allow radiation in circular polarization of the antenna.
  • one of the parasitic elements is a metallization attached to or inside the resonator and positioned to create a permanent asymmetry of the antenna.
  • Such metallization can advantageously be carried out by conventional etching or screen printing techniques.
  • the antenna comprises a metallic ground plane on which the resonator is attached and one of the parasitic elements is formed by an opening in the ground plane, this opening creating a permanent asymmetry of the 'antenna.
  • the antenna comprises a metallic ground plane on which the resonator is attached and one of the parasitic elements comprises a metallization in contact with a face of the resonator and the antenna comprises a circuit connecting the metallization to a ground plan.
  • one of the circuits is a short circuit between the metallization and the ground plane.
  • one of the circuits comprises a load, the impedance of which is dynamically adjusted by control means.
  • the load can advantageously be controlled dynamically as a function of the resonant modes which it is desired to request. In this way, it is possible to modify the polarization of the radiated field and to provide a dielectric resonator antenna capable of dynamically switching between a linear polarization, a right circular polarization and a left circular polarization.
  • one of the circuits includes a component capable of connecting the metallization with the ground plane in a controlled manner.
  • the antenna can comprise several metallizations and several circuits distributed symmetrically on the resonator and able to be controlled symmetrically to generate radiation in rectilinear polarization or asymmetrically to generate radiation in circular polarization.
  • FIGS. 1 and 2 are schematic representations of a first variant of a resonator antenna according to the invention
  • FIGS. 3 to 5 are schematic representations of dielectric resonators comprising a permanent parasitic element
  • FIGS. 6 to 8 are schematic representations of a second variant of dielectric resonator antenna according to the invention.
  • FIG. 9 is a schematic representation of a third variant of dielectric resonator antenna according to the invention.
  • FIG. 1 there is shown a dielectric resonator antenna according to a first variant of the invention.
  • This antenna comprises a resonator 30 of generally parallelepipedal shape made of dielectric material transferred onto a microstrip line consisting of a metal layer 10 (acting as ground plane), a layer of substrate 20 and a metal strip 40.
  • the resonator 30 comprises on its upper planar face a metal strip 50 positioned along the diagonal of the resonator and constituting a permanent parasitic element.
  • This metal strip is for example formed on the flat face of the resonator by a conventional CVD technique.
  • FIG. 2 shows a dielectric resonator antenna comprising a resonator 30 of dielectric material on which a metal strip 50 similar to that of FIG. 1 has been formed.
  • the resonator is directly transferred to a plane of ground 10 and the resonator supply device comprises a slot 60 made in the ground plane 10.
  • the presence of the parasitic element 50 causes an asymmetry of the geometry of the resonator 30 relative to the supply device (that is to say relative to the slot 60 or at the end of the ribbon 40). This asymmetry causes excitation of the resonator according to two orthogonal resonant modes.
  • the parasitic element 50 and the feed device being independent, the invention is compatible with all the feed devices and techniques known to those skilled in the art such as electromagnetic coupling, dielectric waveguides, probes, etc.
  • FIGS. 3 to 5 represent examples of forms of resonators which can be used for the production of the antennas of FIGS. 1 and 2.
  • the resonator 30 has the shape of a parallelepiped.
  • a metal strip 50 is positioned on the upper face of the resonator along the diagonal thereof.
  • the resonator 30 has a cylindrical shape.
  • a metal strip 50 is positioned on the upper face of the resonator.
  • the resonator 30 comprises a metal strip 50 constituting the parasitic element positioned inside the resonator 30 and along one of its diagonals.
  • LTCC technology Low Temperature Cofired
  • the parasitic element (s) can take various forms from the moment when these elements create an asymmetry of the resonator with respect to the supply device.
  • FIG. 6 shows an antenna with a dielectric resonator according to a second variant of the invention, in which the ground plane 10 consists of a metal layer attached to a substrate 20.
  • This antenna comprises a resonator 30 of general parallelepiped shape resting on the ground plane 10.
  • the supply device comprises a rectangular slot 60 formed in the ground plane 10, positioned at the center of the resonator and the sides of which extend parallel to the sides of the face of the resonator in contact with the ground plane 10.
  • Two square openings 73 and 75 have been formed in the ground plane 10 at two opposite corners of the resonator 30, on a diagonal thereof.
  • the two square openings 73 and 75 constitute parasitic elements positioned against the face of the resonator 30 in contact with the ground plane 10.
  • the antenna is similar to the antenna in FIG. 6, except that it includes metal studs 53 and 55 arranged in the square openings 73 and 75 of the ground plane 10 and on which the two corners rest. diagonally opposite of the resonator 30.
  • the pads 53 and 55 can be formed during the step of etching the ground plane.
  • the metal layer forming the ground plane 10 is etched at two zones surrounding two diagonally opposite corners of the resonator 30 so as to form two metal studs isolated from the rest of the ground plane 10.
  • the parasitic elements combine metallization and opening to create a permanent dissymmetry of the resonator 30.
  • the antenna is similar to the antenna in FIG. 7, except that it comprises two circuits 83 and 85 connecting the pads 53 and 55 respectively to the ground plane 10. These circuits can be short circuits or circuits made up of passive or active elements.
  • components 83, 85 are active, they can be controlled by external control devices (not shown) capable of modifying their state (or one of their parameter).
  • the ground plane 10 consists of a metal layer attached to a substrate 20.
  • the metal layer forming the ground plane 10 has been etched at the zones 73, 74, 75 and 76 surrounding the corners of the resonator 30 so as to form four metal pads 53, 54, 55 and 56 on which rest the corners of the resonator 30.
  • the metal pads 53, 54, 55 and 56 are connected to the ground plane 10 by means of active or passive components 83, 84, 85 and 86.
  • the components 83, 84, 85 and 86 are active, they can be controlled by external control devices (not shown) capable of modifying their state (or one of their parameter).
  • external control devices capable of modifying their state (or one of their parameter).
  • the asymmetry of the structure then lies in the dynamic control of the state of these components.
  • the components 83, 84, 85 and 86 can be switches produced from PIN diodes or micro-machined MEMS switches (Micro-ElectroMechanical Systems). The switching of the switches is controlled by means of control sources.
  • the metal pads 53, 54, 55, 56 are connected or not to the ground plane 10.
  • the antenna radiates a circularly polarized field when the switches 83 and 85 located at opposite corners on one diagonal of the resonator 30 are in a passing state while the switches 84 and 86 located on the other diagonal are non-passing. To reverse the direction of polarization of the radiated field, the switches are switched. As a result, the switches 83 and 85 are non-conducting and the switches 84 and 86 are conducting.
  • the antenna radiates a linearly polarized field when the switches are controlled symmetrically with respect to the supply device. For example, a linear polarization of the radiated field will be obtained if the switches 84 and 85 located at opposite corners on one side of the resonator 30 are conducting while the switches 83 and 86 located on the opposite side are non-conducting. More generally, the components 83, 84, 85, 86 are loads whose impedance is controlled. To “dissymmetry” the structure and obtain a circular polarization in a given direction, a first impedance value for the charges 83 and 85 is ordered, and a second impedance value for the charges 84 and 86.
  • the polarization radiated by the antenna is directly controlled by control devices able to modify the state of the charges.
  • the antennas thus obtained can be networked. This networking makes it possible to obtain good directivity of the signal transmitted and to correct the ellipticity defects of the global field generated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

L'invention concerne une antenne à résonateur diélectrique comprenant un élément résonateur (30) en matériau diélectrique, un dispositif d'alimentation (40, 60) du résonateur (30), et au moins un élément parasite positionné contre la surface ou à l'intérieur du résonateur (30), contribuant à créer une dissymétrie de l'antenne, caractérisée en ce que le ou les élément(s) parasite(s) s'étendent dans un même plan.

Description

ANTENNE A RESONATEUR DIELECTRIQUE POLARISEE
CIRCULAIREMENT
La présente invention concerne les antennes à résonateur diélectrique (DRA) fonctionnant en polarisation circulaire.
Les antennes à résonateur diélectrique sont constituées d'un résonateur en matériau(x) diélectrique(s) reporté sur un support plan et d'un dispositif d'alimentation (pouvant comporter des éléments métalliques) permettant d'exciter le résonateur. La cavité résonante proprement dite correspond donc à un volume de l'espace, qui se distingue de l'environnement dans lequel il baigne par ses caractéristiques de plus forte(s) permittivité(s) électrique(s) relative(s), de 6 à 100 dans la littérature, sans qu'il soit nécessaire de le délimiter davantage (par des éléments métalliques notamment). Cette caractéristique des DRA conduit, par rapport aux antennes imprimées, à un mode de fonctionnement original et à une technologie de réalisation spécifique. Surtout, elle leur confère des performances particulièrement intéressantes.
Elles présentent ainsi un rendement élevé grâce à l'absence de pertes ohmiques et surtout un fonctionnement large bande de par leur nature volumique.
En outre, elles sont intéressantes en terme de poids, de coût et d'encombrement.
La bande passante et l'encombrement des antennes sont directement liés au choix de la géométrie et de la permittivité du résonateur.
Ces antennes sont compatibles avec toutes les techniques classiques d'alimentation également utilisées pour les antennes imprimées
(ligne microruban, ligne coplanaire, fente, sonde, etc.). On pourra à cet égard se référer au document [1]. II en résulte que ces antennes présentent un fort potentiel, notamment pour leur utilisation dans des domaines où la compacité (terminaux mobiles) et/ou la bande passante (systèmes communicants à haut débit, radar) sont des enjeux essentiels.
On sait qu'une antenne peut rayonner un champ polarisé circulairement si le résonateur est excité suivant deux modes orthogonaux en quadrature de phase et présentant la même amplitude. Classiquement, une première technique consiste à exciter séparément les deux modes, à l'aide de deux signaux de même amplitude mais déphasés de π/2, appliqués en deux point distincts.
Cette première technique présente l'inconvénient de nécessiter une alimentation double, complexe à mettre en œuvre et encombrante.
Une deuxième technique consiste à n'utiliser qu'une seule alimentation excitant simultanément les deux modes. La différence de phase entre ceux-ci est dans ce cas obtenue en dissymétrisant la structure par rapport au point d'excitation. Pour une antenne à résonateur diélectrique, cette opération peut, par exemple, être réalisée comme proposé dans le document [2], en usinant des chanfreins sur un résonateur de forme carrée, alimenté selon la médiatrice à l'un de ses côtés.
L'inconvénient de cette technique est que l'usinage du résonateur est une opération délicate et coûteuse à mettre en œuvre, et dont la précision conditionne la qualité de la polarisation circulaire générée.
Une troisième technique consiste à disposer sur la surface périphérique d'un résonateur cylindrique des rubans métalliques, ces rubans étant disposés de manière à former avec l'alimentation un angle donné, ainsi que proposé dans les documents [3] et [4]. Ces rubans métalliques créent une dissymétrie du résonateur qui induit l'excitation du résonateur suivant deux modes.
Cette troisième technique est particulièrement bien adaptée dans le cas de résonateurs cylindriques mais s'avère délicate à mettre en œuvre dans la mesure où les rubans métalliques doivent être fixés sur une surface courbe. Un but de l'invention est de fournir une antenne à résonateur diélectrique simplifiée, ne présentant pas les inconvénients précités et pouvant fonctionner en polarisation circulaire.
A cet effet, l'invention propose une antenne à résonateur diélectrique comprenant un élément résonateur en matériau diélectrique et un dispositif d'alimentation du résonateur, et au moins un élément parasite positionné contre la surface ou à l'intérieur du résonateur (c'est à dire lié au moins en partie physiquement avec le résonateur), contribuant à créer une dissymétrie de l'antenne, caractérisé en ce que le ou les élément(s) parasite(s) s'étendent dans un même plan.
Du fait que les éléments parasites de l'antenne s'étendent dans un même plan, leur réalisation s'en trouve facilitée. En effet, ces éléments peuvent être réalisés par des techniques classiques planaires de dépôt chimique en phase vapeur (CVD) ou de gravure chimique. II est à noter qu'une légère dissymétrie du résonateur peut préexister en l'absence d'élément parasite sans être suffisante pour garantir l'excitation de deux modes orthogonaux avec la même amplitude et une différence de phase de π/2.
Du fait que la dissymétrie résulte principalement de l'ajout d'un élément parasite, l'antenne à résonateur diélectrique de la présente invention ne nécessite pas de découpe ou d'usinage complexe ou supplémentaire du résonateur, ce qui permet d'utiliser des résonateurs présentant une géométrie simple.
Selon une mise en œuvre de l'invention, la dissymétrie de l'antenne créée ou renforcée par l'élément parasite est suffisante pour permettre un rayonnement en polarisation circulaire de l'antenne.
Selon une variante de l'invention, l'un des éléments parasites est une métallisation rapportée sur ou à l'intérieur du résonateur et positionnée pour créer une dissymétrie permanente de l'antenne. Une telle métallisation peut avantageusement être réalisée par des techniques de gravure ou de sérigraphie classiques. Selon une autre variante de l'invention, l'antenne comprend un plan de masse métallique sur lequel est rapporté le résonateur et l'un des éléments parasites est formé par une ouverture dans la plan de masse, cette ouverture créant une dissymétrie permanente de l'antenne. Selon une autre variante encore, l'antenne comprend un plan de masse métallique sur lequel est rapporté le résonateur et l'un des éléments parasites comprend une métallisation en contact avec une face du résonateur et l'antenne comprend un circuit reliant la métallisation à un plan de masse. Dans une mise en œuvre de l'invention, l'un des circuits est un court-circuit entre la métallisation et le plan de masse.
Dans une autre mise en œuvre de l'invention, l'un des circuits comprend une charge dont l'impédance est réglée dynamiquement par des moyens de commande. La charge peut avantageusement être commandée de manière dynamique en fonction des modes résonants que l'on souhaite solliciter. De cette manière, il est possible de modifier la polarisation du champ rayonné et de fournir une antenne à résonateur diélectrique apte à commuter dynamiquement entre une polarisation linéaire, une polarisation circulaire droite et une polarisation circulaire gauche.
Par exemple, l'un des circuits comprend un composant apte à connecter de manière commandée la métallisation avec le plan de masse.
Avantageusement, l'antenne peut comprendre plusieurs métallisations et plusieurs circuits répartis de manière symétrique sur le résonateur et aptes à être commandés symétriquement pour générer un rayonnement en polarisation rectiligne ou dissymétriquement pour générer un rayonnement en polarisation circulaire.
D'autres caractéristiques et avantages ressortiront encore de la description qui suit, laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées parmi lesquelles :
- les figures 1 et 2 sont des représentations schématiques d'une première variante d'antenne à résonateur conforme à l'invention, - les figures 3 à 5 sont des représentations schématiques de résonateurs diélectriques comprenant un élément parasite permanent,
- les figures 6 à 8 sont des représentations schématiques d'une deuxième variante d'antenne à résonateur diélectrique conforme à l'invention,
- la figure 9 est une représentation schématique d'une troisième variante d'antenne à résonateur diélectrique conforme à l'invention.
Sur la figure 1 , on a représenté une antenne à résonateur diélectrique conforme à une première variante de l'invention. Cette antenne comprend un résonateur 30 de forme générale parallélépipèdique en matériau diélectrique reporté sur une ligne microruban constituée d'une couche métallique 10 (faisant office de plan de masse), d'une couche de substrat 20 et d'un ruban métallique 40. Le résonateur 30 comporte sur sa face plane supérieure une bande métallique 50 positionnée selon la diagonale du résonateur et constituant un élément parasite permanent. Cette bande métallique est par exemple formée sur la face plane du résonateur par une technique classique de CVD.
Sur la figure 2, on a représenté une antenne à résonateur diélectrique comprenant un résonateur 30 en matériau diélectrique sur lequel a été formée une bande métallique 50 similaire à celle de la figure 1. Sur cette figure, le résonateur est reporté directement sur un plan de masse 10 et le dispositif d'alimentation du résonateur comprend une fente 60 réalisée dans le plan de masse 10.
Sur les figures 1 et 2, la présence de l'élément parasite 50 entraîne une dissymétrie de la géométrie du résonateur 30 par rapport au dispositif d'alimentation (c'est à dire par rapport à la fente 60 ou à l'extrémité du ruban 40). Cette dissymétrie entraîne une excitation du résonateur suivant deux modes résonants orthogonaux.
L'élément parasite 50 et le dispositif d'alimentation étant indépendants, l'invention est compatible avec tous les dispositifs et techniques d'alimentation connus de l'homme du métier tels que le couplage électromagnétique, les guides d'ondes diélectriques, les sondes, etc.
Les figures 3 à 5 représentent des exemples de formes de résonateurs pouvant être utilisés pour la réalisation des antennes des figures 1 et 2.
Sur la figure 3, le résonateur 30 présente une forme de parallélépipède. Une bande métallique 50 est positionnée sur la face supérieure du résonateur suivant la diagonale de celui-ci.
Sur la figure 4, le résonateur 30 présente une forme cylindrique. Une bande métallique 50 est positionnée sur la face supérieure du résonateur.
Sur la figure 5, le résonateur 30 comprend une bande métallique 50 constituant l'élément parasite positionné à l'intérieur du résonateur 30 et suivant l'une des ses diagonales. Une telle configuration peut être obtenue par exemple en utilisant la technologie LTCC (Low Température Cofired
Ceramic).
Bien entendu, il existe une infinité de formes de réalisation possibles du résonateur 30 : parallélépipède, prisme, cylindre, hémisphère, ellipsoïde, couronne, etc. De même, le ou les élément(s) parasite(s) peuvent prendre diverses formes à partir du moment où ces éléments créent une dissymétrie du résonateur par rapport au dispositif d'alimentation.
Sur la figure 6, on a représenté une antenne à résonateur diélectrique conforme à une deuxième variante de l'invention, dans laquelle le plan de masse 10 est constitué d'une couche métallique rapportée sur un substrat 20. Cette antenne comprend un résonateur 30 de forme générale parallélépipèdique reposant sur le plan de masse 10. Le dispositif d'alimentation comprend une fente rectangulaire 60 formée dans le plan de masse 10, positionnée au niveau du centre du résonateur et dont les côtés s'étendent parallèlement aux côtés de la face du résonateur en contact avec le plan de masse 10. Deux ouvertures carrées 73 et 75 ont été formées dans le plan de masse 10 au niveau de deux coins opposés du résonateur 30, sur une diagonale de celui-ci. Les deux ouvertures carrées 73 et 75 constituent des éléments parasites positionnés contre la face du résonateur 30 en contact avec le plan de masse 10. Ces ouvertures peuvent avantageusement être formées dans la plan de masse 10 avant le report du résonateur 30 et simultanément avec la réalisation de la fente d'alimentation 60, en utilisant par exemple une technique de gravure du plan de masse 10.
L'avantage de cette variante est que la formation des éléments parasites ne nécessite aucune intervention sur le résonateur 30 lui-même. Sur la figure 7, l'antenne est similaire à l'antenne de la figure 6, excepté qu'elle comprend des plots métalliques 53 et 55 disposés dans les ouvertures carrées 73 et 75 du plan de masse 10 et sur lesquelles reposent les deux coins diagonalement opposés du résonateur 30.
Les plots 53 et 55 peuvent être formées durant l'étape de gravure du plan de masse. La couche métallique formant le plan de masse 10 est gravée au niveau de deux zones entourant deux coins diagonalement opposés du résonateur 30 de manière à former deux plots métalliques isolés du reste du plan de masse 10.
Dans le cas de l'antenne de la figure 7, les éléments parasites combinent métallisation et ouverture pour créer une dissymétrie permanente du résonateur 30.
Sur la figure 8, l'antenne est similaire à l'antenne de la figure 7, excepté qu'elle comprend deux circuits 83 et 85 reliant respectivement les plots 53 et 55 au plan de masse 10. Ces circuits peuvent être des courts- circuits ou des circuits composés d'éléments passifs ou actifs.
Dans le cas où les composants 83, 85 sont actifs, ils peuvent être commandés par des dispositifs de commande extérieurs (non-représentés) aptes à modifier leur état (ou l'un de leur paramètre).
Sur la figure 9, on a représenté une antenne à résonateur diélectrique conforme à une troisième variante de l'invention. Sur cette figure, le dispositif d'alimentation n'a pas été représenté mais on considérera que le point d'excitation est situé sur la médiatrice de l'un des côtés du résonateur. Dans cette antenne, le plan de masse 10 est constitué d'une couche métallique rapportée sur un substrat 20. La couche métallique formant le plan de masse 10 a été gravée au niveau des zones 73, 74, 75 et 76 entourant les coins du résonateur 30 de manière à former quatre plots métalliques 53, 54, 55 et 56 sur lesquels reposent les coins du résonateur 30. Les plots métalliques 53, 54, 55 et 56 sont reliés au plan de masse 10 par l'intermédiaire de composants actifs ou passifs 83, 84, 85 et 86.
Dans le cas où les composants 83, 84, 85 et 86 sont actifs, ils peuvent être commandés par des dispositifs de commandes extérieurs (non-représentés) aptes à modifier leur état (ou l'un de leur paramètre). La dissymétrie de la structure réside alors dans le contrôle dynamique de l'état de ces composants.
Par exemple, les composants 83, 84, 85 et 86 peuvent être des interrupteurs réalisés à partir de diodes PIN ou de commutateurs micro- usinés MEMS (Micro-ElectroMechanical Systems). On contrôle la commutation des interrupteurs par l'intermédiaire de sources de commande. Les plots métalliques 53, 54, 55, 56 sont connectés ou non au plan de masse 10.
L'antenne rayonne un champ polarisé circulairement lorsque les interrupteurs 83 et 85 situés au niveau de coins opposés sur une diagonale du résonateur 30 sont dans un état passant tandis que les interrupteurs 84 et 86 situés sur l'autre diagonale sont non-passants. Pour inverser le sens de polarisation du champ rayonné, on commute les interrupteurs. Il en résulte que les interrupteurs 83 et 85 sont non-passants et que les interrupteurs 84 et 86 sont passants.
L'antenne rayonne un champ polarisé linéairement lorsque les interrupteurs sont commandés de manière symétrique par rapport au dispositif d'alimentation. Par exemple, on obtiendra une polarisation linéaire du champ rayonné si les interrupteurs 84 et 85 situés au niveau de coins opposés sur un côté du résonateur 30 sont passants tandis que les interrupteurs 83 et 86 situés sur le côté opposé sont non-passants. Plus généralement, les composants 83, 84, 85, 86 sont des charges dont on contrôle l'impédance. Pour « dissymétriser » la structure et obtenir une polarisation circulaire dans un sens donné, on commande une première valeur d'impédance pour les charges 83 et 85, et une seconde valeur d'impédance pour les charges 84 et 86.
Pour passer d'une polarisation circulaire dans un sens à une polarisation circulaire dans l'autre sens, on peut alors inverser la valeur des impédances afin d'inverser le retard de phase entre les modes résonants.
Pour obtenir une polarisation linéaire, il suffit de régler les impédances des charges de manière symétrique par rapport au dispositif d'alimentation. On peut par exemple égaliser toutes les impédances.
Par conséquent, la polarisation rayonnée par l'antenne est directement contrôlée par des dispositifs de commande aptes à modifier l'état des charges. Comme on l'aura compris, les composants actifs ou passifs 83, 84,
85 et 86, associés à des métallisations 53, 54, 55, 56, constituent des éléments parasites dont les états sont commandés indépendamment de l'alimentation du résonateur 30.
En choisissant différentes combinaisons d'éléments parasites, on peut par exemple ajuster l'amplitude des modes résonants et la quadrature de phase entre ces modes de manière à minimiser le taux d'ellipticité de la polarisation rayonnée.
Les antennes ainsi obtenues peuvent être mises en réseau. Cette mise en réseau permet d'obtenir une bonne directivité du signal émis et de corriger les défauts d'ellipticité du champ global généré.
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Claims

REVENDICATIONS
1. Antenne à résonateur diélectrique comprenant un élément résonateur (30) en matériau diélectrique, un dispositif d'alimentation (40, 60) du résonateur (30), et au moins un élément parasite positionné contre la surface ou à l'intérieur du résonateur (30), contribuant à créer une dissymétrie de l'antenne, caractérisée en ce que le ou les élément(s) parasite(s) s'étendent dans un même plan.
2. Antenne selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la dissymétrie de l'antenne créée ou renforcée par l'élément parasite est suffisante pour permettre un rayonnement en polarisation circulaire de l'antenne.
3. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'un des éléments parasites est une métallisation (50, 51, 52) rapportée sur ou à l'intérieur du résonateur (30) et positionnée pour créer une dissymétrie permanente de l'antenne.
4. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'un des éléments parasites est une bande métallique (50) s'étendant sur une face plane du résonateur (30).
5. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que l'un des éléments parasites est une bande métallique (50) positionnée à l'intérieur du résonateur (30).
6. Antenne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un plan de masse (10) métallique sur lequel est rapporté le résonateur (30) et en ce que l'un des éléments parasites est formé par une ouverture (73, 75) dans le plan de masse, cette ouverture créant une dissymétrie permanente de l'antenne.
7. Antenne selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un plan de masse (10) métallique sur lequel est rapportée le résonateur (30) et en ce que l'un des éléments parasites comprend une métallisation (53, 54, 55, 56) en contact avec une face du 3/019718
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résonateur (30) et l'antenne comprend un circuit reliant la métallisation au plan de masse (10).
8. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un des circuits est un court-circuit entre la métallisation (53, 54, 55, 56) et le plan de masse (10).
9. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un des circuits comprend une charge (83, 84, 85, 86) dont l'impédance est réglée dynamiquement par des moyens de commande.
10. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend plusieurs métallisations (53, 54, 55, 56) et plusieurs circuits(83,
84, 85, 86) répartis symétriquement sur le résonateur (30) et aptes à être commandés symétriquement pour générer un rayonnement en polarisation rectiligne ou dissymétriquement pour générer un rayonnement en polarisation circulaire.
11. Réseau d'antennes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une antenne selon l'une des revendications précédentes.
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