EP1790032A1 - Antenne reseau reflecteur a zone de couverture de forme reconfigurable avec ou sans chargeur - Google Patents

Antenne reseau reflecteur a zone de couverture de forme reconfigurable avec ou sans chargeur

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EP1790032A1
EP1790032A1 EP05792084A EP05792084A EP1790032A1 EP 1790032 A1 EP1790032 A1 EP 1790032A1 EP 05792084 A EP05792084 A EP 05792084A EP 05792084 A EP05792084 A EP 05792084A EP 1790032 A1 EP1790032 A1 EP 1790032A1
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EP
European Patent Office
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reflector
rri
phase
antenna according
waves
Prior art date
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EP05792084A
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EP1790032B1 (fr
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Hervé Legay
Béatrice Salome
Gérard Caille
Jean-Didier Gayrard
Yoann Jacquet
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Thales SA
Original Assignee
Alcatel Lucent SAS
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Publication date
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Publication of EP1790032B1 publication Critical patent/EP1790032B1/fr
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas
    • 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
    • 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
    • H01Q3/20—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 fixed and the reflecting device is movable
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    • 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
    • H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
    • H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays

Definitions

  • the invention relates to the field of embedded network antennas, for example on satellites, and more particularly the reflector array antennas (or "reflectarray antennas").
  • the reflector array antennas constitute one of the two main families of network antennas, the other family consisting of phased array antennas (or "Phased Array Antennas").
  • the term "reflecting array antenna” is understood to mean an antenna comprising radiating elements defining a reflective network and charged with intercepting with minimal losses of the waves, comprising signals to be transmitted, delivered by a primary source, in order to reflect them in one direction. chosen, called the pointing direction.
  • the aforementioned network antennas are interesting because they allow to detach a beam radiating to a given coverage area (or “spot"), to move from this coverage area to another.
  • the misalignment is done by reconfiguring its antenna pattern by means of phase control devices associated with each of its radiating elements. It is recalled that a phase control device constitutes with the associated radiating element a passive or active phase-shifting cell.
  • phase-shifting cell is understood to mean both a cavity-and-slot structure and a planar resonant structure with a radiating pad (or "patch").
  • a first solution consists in using so-called active network antennas, for example those of the DRA or FAFR type.
  • the disadvantage of this solution lies in the fact that it requires particularly complex and expensive antennas.
  • a second solution is to use a two-reflector antenna, the so-called “sub-reflector” being hyperbolic or elliptical (according to the geometries called “Cassegrain” or “Gregory") and having a common focus with the other reflector said "principal” type (almost) parabolic. In this case, the main reflector can be tilted.
  • the disadvantage of this solution lies in the fact that it induces a defocusing of the beam, and consequently a degradation of the performances.
  • this solution makes it possible to achieve a reconfiguration pointing beam and does not change the shape of said beam.
  • a third solution uses, as the previous one, a two-reflector antenna and furthermore comprises a mechanism that can either move the sub-reflector (for example by rotating it around its axis of revolution when it has an elliptical cutout) or replace a sub-reflector by another, shaped differently, (when two or three sub-reflectors are mounted around the same mast).
  • the disadvantage of this solution lies in the fact that the number of sub-reflectors is limited (typically two or three) because they are shaped differently and very bulky, and therefore can not be stacked.
  • a reflector array antenna comprising: a source delivering signals in the form of waves, at least two different and independent reflector networks each comprising at least two phase-shifting cells responsible for imposing on the waves delivered by the source a selected phase shift and (as far as possible) a selected frequency phase dispersion, which selected phase shift and / or selected dispersion varies from one reflector array to another, and a charging device coupled to the reflector gratings and responsible for placing one of them in a selected position with respect to the source so that the waves it delivers undergo the phase shift and frequency phase dispersion imposed by its phase-shifter cells, so as to be reflected in a chosen direction, by generating a desired shape lobe (either by a radiation followed by a single reflection, or by a radiation followed by two reflections including one on a main reflector).
  • the antenna according to the invention may comprise other characteristics that may be taken separately or in combination, and in particular: its reflector gratings may have a substantially planar or substantially parabolic wave reflection face when they act as " reflector "or substantially planar, substantially elliptical or substantially hyperbolic when they act as a secondary reflector (that is to say in the presence of a main reflector), its loading device may comprise at least one axis on which are rotatably mounted reflector gratings at different angular positions which allow to position substantially one above the other in an initial position and responsible for selectively rotating around this axis at least one of the reflector networks so to place it in the chosen position.
  • the loading device may comprise at least one housing (or magazine) in which the reflector gratings are stored and "gripping" and moving means designed to selectively grasp one of the reflector gratings in the housing in order to provide to extract from it and then to place it in the chosen position, the phase-shifter cells of at least one of the reflector gratings can be passive type.
  • phase-shifting cells of at least one of the reflector gratings may be of the active type.
  • they may for example each have a resonant characteristic length and each comprise in at least one selected location a micron electromechanical device, MEMS type, adapted to be placed in at least two different states allowing and respectively prohibiting the establishment of a short-circuit intended to vary the resonant length, so as to vary the phase shift of the waves to be reflected in the direction chosen, at least one said main reflector responsible for reflecting in a pointing direction of a selected area the waves which are reflected in the direction chosen by the reflector array which is placed in the chosen position,
  • MEMS type micron electromechanical device
  • each main reflector may have a substantially parabolic wave reflection face (when it is of conventional type (non-etched reflection face)), or else substantially parabolic or plane (when said reflection face comprises an etched reflector grating) ,
  • this other loading device may for example comprise at least one axis on which are rotatably mounted the main reflectors at different angular positions which allow to position substantially one above the other in an initial position, and it can be selectively to rotate about this axis one at least the main reflectors so as to place it in the chosen position
  • the other loading device may for example comprise at least one housing (or store) in which are stored the main reflectors and gripping means and movement to selectively enter into the housing one of the main reflectors in order to extract it from the latter and then to place it in the chosen position.
  • the invention also proposes a reflector array antenna comprising: a source delivering signals in the form of waves, a reflector array comprising at least two phase-shifting cells responsible for imposing on the waves delivered by the source a selected phase shift and (in any case as far as possible) a selected frequency phase dispersion, so as to reflect them in a chosen direction, and at least one main reflector responsible for reflecting in a pointing direction of a selected area the waves reflected in the direction selected by the reflector network.
  • each reflector network may have a substantially planar or substantially parabolic wave reflection face
  • the phase-shifting cells may be passive type.
  • they each comprise for example a substantially planar resonant structure comprising at least one upper block placed substantially parallel to a lower ground plane, at a selected distance, and having at least one slot, the dimensions of the block and the slot and the distance being chosen so as to impose the chosen phase shift and the phase dispersion in frequency chosen on the waves to be reflected
  • at least one of the main reflectors may have a substantially parabolic wave reflection face
  • one at least one of the main reflectors may have a substantially parabolic or substantially planar wave reflection face on which an etched reflector grating is formed, comprising passive or active phase-shifting cells, for example such as those presented above, in the presence of at least two main reflectors, having different optical characteristics allows both to reflect in different pointing directions the reflected waves in the direction chosen
  • the loading device may for example comprise at least one housing (or magazine) in which are stored the main reflectors and gripping and displacement means responsible for selectively gripping in the housing one of the main reflectors in order to extract it from it and place it in the chosen position.
  • the invention is particularly well adapted, although not exclusively, to geostationary telecommunication antennas in the Ku (12 to 18 GHz) band, with reconfigurable coverage (both in shape and position), and to SAR antennas synthetic aperture, especially in C (4 to 8 GHz) or X (8 to 12 GHz) bands.
  • FIG. 1 schematically illustrates a first state of a first exemplary embodiment of FIG. a reconfigurable reflector array antenna according to the invention
  • Figure 2 schematically illustrates, in a top view, an embodiment of a phase shifter cell
  • - Figure 3 is a cross-sectional view along the axis III- 1ll of the phase-shifting cell of FIG. 2
  • FIG. 4 schematically illustrates a second state of the first embodiment of a reconfigurable reflector array antenna according to the invention
  • FIG. 5 schematically illustrates a second exemplary embodiment of FIG. a reconfigurable reflector array antenna according to the invention
  • FIG. 1 schematically illustrates a first state of a first exemplary embodiment of FIG. a reconfigurable reflector array antenna according to the invention
  • Figure 3 is a cross-sectional view along the axis III- 1ll of the phase-shifting cell of FIG. 2
  • FIG. 4 schematically illustrates a second state of the first embodiment of a reconfigurable reflector array antenna according to the invention
  • FIG. 6 schematically illustrates a first variant of the second exemplary reflective network antenna embodiment
  • FIG. 7 schematically illustrates a second variant of the second exemplary embodiment of a reconfigurable reflector network antenna according to the invention
  • FIG. 8 schematically illustrates a third exemplary embodiment of a network antenna. reflector according to the invention
  • FIG. 9 schematically illustrates a variant of the second exemplary reflector array antenna embodiment according to the invention.
  • FIGS. 1 to 3 describe a first exemplary embodiment of a reconfigurable reflector array antenna A according to the invention.
  • the antenna A is on board a geostationary telecommunication satellite in Ku band (12 to 18 GHz).
  • the invention is not limited to this application. It concerns in fact radar antennas embedded on satellites, flying possibly in formation, or on airplanes or spacecraft, such as shuttles.
  • the invention is well suited to SAR antennas [synthetic aperture radar, C-band (4 to 8 GHz) or X-band (8 to 12 GHz)].
  • the reflector array antenna A comprises a support structure SS adapted to be secured to a satellite (not shown) and on which is first fixed, at a chosen location, a primary source S charged to deliver at a selected solid DPS main direction angle, referred to as the pointing direction of the source, waves comprising signals to be transmitted.
  • the source is for example made in the form of a horn.
  • Each reflector network RRi comprises at least two charged phase-shifter cells CD, when they are placed in a position chosen with respect to the source S, to impose on the waves (which are delivered by the latter) a chosen phase shift and, if possible, a selected phase dispersion in order to reflect them in a selected direction DPA.
  • phase shift and / or phase dispersion in chosen frequency varies (s) from a reflector network RRi to another RRi ', so that the coverage area (or “spot") of the beam of antenna A, and / or the shape of this zone, vary. according to the selected RRi reflector network.
  • phase-shifting cells can be envisaged.
  • the phase shifter cells CD which are formed on the reflector networks RRi are preferably of the passive type. More preferably still, and as illustrated in FIGS.
  • each phase-shifting cell CD may comprise a substantially planar resonant structure comprising at least one upper block PS placed substantially parallel to a lower ground plane PM1, at a selected distance, and comprising at least one FP slot.
  • the dimensions of the pad (s) and the slot (s) and the distance (s) is (are) chosen in order to impose the chosen phase shift and phase dispersion in selected frequency. to the waves to think.
  • the passive resonant structure CD comprises a substrate SB comprising a rear (or lower) face, secured to a lower ground plane PM 1, and a front face (or upper ), secured to at least one upper patch (or patch) PS having at least one slot FP.
  • the upper block PS is placed substantially parallel to the lower ground plane PM 1 and has dimensions smaller than its own.
  • the upper block PS is of rectangular shape, and preferably square.
  • each slot FP is preferably of rectangular shape defined by two long sides (longitudinal), of length b, and two small sides (transverse), of width a.
  • Each slot FP is for example made by etching the ground plane constituting the upper pad PS.
  • the upper block PS When the upper block PS has only one slot FP, it is preferably placed substantially at its center.
  • the upper pavement PS may comprise several slots FP, possibly of different dimensions.
  • the dimensions of the upper pad PS, and in particular its length x, and the slot FP, and in particular its length b, as well as the thickness of the substrate SB it is possible to impose both a selected phase shift and a selected phase dispersion in frequency.
  • the dimensions and thicknesses can be deduced from ⁇ urbes giving the evolution of the phase shift ⁇ as a function of the length b of the slot FP, for several different values x of upper paver length PS and for a thickness of substrate SB (by example equal to about 2 mm).
  • the SB substrate is for example made of Duro ⁇ d ® or TMM ® or multilayer structure (including for example a honeycomb spacer, or a permittivity foam close to 1, separating substrates of very small thicknesses , on the upper face of which are engraved metal patterns and on the lower face of which is engraved a ground plane), and has a thickness of weak, typically of the order of ⁇ / 10 to ⁇ / 5, where ⁇ is the wavelength in the vacuum of the waves to be reflected, coming from the source of the antenna.
  • phase-shifting cell CD makes it possible to obtain any phase shift, and in particular phase shifts (very) greater than 360 °. It also makes it possible to control the dispersion of this phase shift in frequency.
  • phase shifts By using on the different RRi reflector gratings diffracting CD cells of different characteristics, such as slots of different lengths, different current paths and therefore characteristic resonant lengths (or electrical lengths) different from the upper PS blocks are obtained. which makes it possible to obtain different phase shifts of the reflected wave. It is important to note that the upper PS block must be resonant at ⁇ / 2.
  • passive reflector networks allows to board a large number, for example five or even ten, and that their manufacturing cost is reduced. This results from the fact that they are very thin, typically of the order of a centimeter and can all have identical dimensions and curvatures (often zero in the case of the simplest planar reflector gratings), only their phase-shifter cells CD, placed on their upper face FRi reflection, being different. It is also important to note that the phase shifters can alternatively be of the active type.
  • active phase-shifter cells having a characteristic resonant length and comprising, in at least one selected location, a micron electromechanical device, of the MEMS ("Micro ElectroMechanical System”) type, which can be placed in at least two different states allowing and prohibiting respectively the establishment of a short circuit intended to varying the characteristic resonant length, in order to vary the phase shift of the waves to reflect which have at least one linear polarization.
  • MEMS Micro ElectroMechanical System
  • active cells are particularly interesting because they offer one or more additional degrees of freedom in terms of antenna reconfigurability. As will be seen below, they are particularly well suited to the embodiments illustrated in FIGS. 8 and 9, and to which will be discussed later.
  • phase-shifting cells just like the passive phase-shifting cells presented above, are described in particular in patent document FR 0450575. It is conceivable that certain reflector gratings comprise passive phase-shifting cells, and that certain other reflector gratings comprise phase-shifting cells. active.
  • the charging device DC comprises an axis X on which the reflector networks RR1 to RR3 are rotatably mounted.
  • the angular positions of the three reflector arrays RR 1 with respect to the X axis are different so that they can be positioned substantially one above the other in an initial position.
  • the position in which a reflector network RRi may be placed may coincide with the position it possesses when all the reflector arrays are in the initial position (shown in FIG. 1), but this is not mandatory.
  • the reflector networks RRi are initially folded against the satellite (or the SS support structure), their reflection face FRi then pointing towards the satellite, and that it must be rotated to the chosen position in order to place any of them in the chosen position, its reflection face FRi then being oriented towards the target coverage area.
  • the three reflecting arrays RR1 to RR3 are maintained in their initial position.
  • the second reflector grating RR2 interposed between the first RR1 and third RR3 reflector networks, rotates to the left the first reflector network RR1 so that it allows the reflection face FR2 of the second reflector network RR2 to collect the waves delivered by the source S so as to reflect them (after phase shifts adapted to the shape of the beam to be generated) towards its own coverage area.
  • This situation is illustrated in FIG. 4.
  • the third reflector grating RR3 the first RR1 and second RR2 reflector gratings are rotated to the left so as to enable the reflection face FR3 of FIG.
  • the loading device DC may comprise at least one housing (or store) LO, defined in the SS support structure or by a housing secured to the satellite, and in which are stored, for example in the form of a stack, the different RRi reflector networks.
  • the DC charging device comprises a "grasping" and moving mechanism MPD initially charged to selectively seize, inside the housing LO, one of the reflector networks RRi in order to extract it from this one, then in a second time to place it in the chosen position.
  • a charging device DC is schematically illustrated in Figure 5, which will be discussed later.
  • the gripping and moving mechanism MPD begins by grasping the reflector network RRi placed outside the housing LO so that to replace it inside the latter, then it captures in the housing LO the new reflector network RRi 'in order to extract it and then place it in its chosen reflection position.
  • the reflection face FRi of the reflective networks RRi may be substantially parabolic, as illustrated in FIGS. 1 and 4. But, in a variant, the reflection face FRi of the reflector networks RRi may be substantially flat. It is important to note that the chosen reflection position is not necessarily the same for all RRi reflector networks.
  • the network antenna Reflector A comprises a said main reflector RP in addition to its set of at least two reflective networks RRi.
  • the reflector network RRi which is placed in its chosen reflection position, is responsible for reflecting the waves coming from the source S after having subjected them to a selected phase shift and, if possible, a selected frequency phase dispersion.
  • the main reflector RP is positioned so as to intercept the path of the waves reflected by the reflector network RRi used, in order to reflect them in turn (but without phase shift) in the pointing direction of the antenna DPA corresponding to said reflector network RRi used .
  • the wave reflection face FR 'of the main reflector RP is for example substantially parabolic when it constitutes a conventional reflector without etching and not a reflector grating.
  • planar reflector networks RRi could be combined with a main reflector (RRP) also arranged in the form of a planar reflecting grating.
  • RRP main reflector
  • Elliptic RRI reflector gratings could also be used with a parabolic main reflector (RP) or with a planar main reflector network (RRP).
  • RP parabolic main reflector
  • RRP planar main reflector network
  • the solution having the best mass / cost / performance combination uses a conventional parabolic RP main reflector (and therefore without etching) and several (sub) IR reflective (secondary) reflectors that interchangeably, providing various phase laws and thus various diagrams. antenna.
  • This second embodiment is intended to overcome a disadvantage presented by the first embodiment. Indeed, the differences in the wave path, between the source S and the reflective network used RRi, introduce a frequency dispersion which limits the bandwidth of the antenna A, and can only be partially compensated by the phase-shifter cells CD.
  • the dimension of the RRi reflector networks must be less than 1 meter if it is desired to obtain stable performance on approximately 10% of the bandwidth.
  • the main function of the RRi reflector networks is to determine the shape of the beam (and therefore of the coverage area (or spot)) and generate small misalignments; of the Very high offsets can be provided by the main reflector RP.
  • the main reflector RP is secured to the support structure SS (or to the satellite) via a displacement mechanism MD for controlling its misalignment.
  • a thermal protection PT at the place where the reflector array used is used, here RR2.
  • This thermal protection PT may be constituted by (or over) a part of the support structure SS (or by an element attached thereto) or by an element attached to the satellite.
  • FIG. 5 the thermal protection PT
  • the charging device DC comprises a gripping mechanism and moving MPD responsible for selectively grasping, inside the housing LO, one of the reflector networks (for example RR2) in order to extract it, then to place it in the selected reflection position that corresponds to its chosen reflection direction DRR2.
  • the gripping and displacing mechanism MPD comprises for example a push mechanism, responsible for extracting the reflector gratings RRi 'inside the housing LO and responsible for conveying them to their chosen reflection position, for example by means of rails, then bring them back to the LO slot when required.
  • the reconfiguration of the antenna A requires the replacement of a reflector network RRi by another reflector network RRi ', by means of the DC charging device, and / or the repositioning of the main reflector RP, by means of its movement mechanism MD.
  • a reflector network RRi by another reflector network RRi ', by means of the DC charging device, and / or the repositioning of the main reflector RP, by means of its movement mechanism MD.
  • the rotary support SR is for example provided with a number j of axes of rotation Xj (not shown), on each of which is rotatably mounted a subset SEj of reflective networks RRij.
  • the rotary support SR is rotated so that the subset SEj, to which the selected reflective network RRij belongs, is placed in the vicinity of the reflection position, and then rotates about the axis Xj at least the reflective network RRij selected so that it is placed in its chosen reflection position and can reflect the waves emitted by the source S and apply appropriate phase shifts to them.
  • This other variant can also be applied to the first embodiment.
  • the antenna does not have a single main reflector RP, but several main reflectors RPk having different optical characteristics.
  • k is equal to 3, but it can take any value greater than or equal to 2.
  • Each main reflector RPk is arranged to reflect the reflected waves in the direction chosen by the reflector network RRi (placed in its chosen position), in a selected pointing direction DPAk. Due to their different optical characteristics, the pointing directions DPAk of the main reflectors RPk are different.
  • the main reflectors RPk are coupled to another DC charging device secured to the support structure SS (as illustrated) or directly to the satellite.
  • This other DC charging device is responsible for placing one of the main reflectors RPk, which are coupled to it, in a selected position relative to the selected reflector network RRi which is placed in its chosen reflection position. Once the main reflector RPk is placed, it can reflect the reflected waves (and out of phase by the reflective network used RRi) in its own pointing direction DPAk.
  • This DC charging device can, like the DC charged reflector networks RRi, be in any form as soon as it is able to select one of the main reflectors RPk to place it in the chosen position allowing it to reflect the waves in its own pointing direction DPAk.
  • the charging device DC comprises an axis X 'on which the main reflectors RP1 to RP3 are rotatably mounted.
  • the position in which a main reflector RPk may be placed may coincide with the position it has when all the main reflectors are in its initial position, but this is not required as illustrated in FIG. main reflectors RPk are indeed initially folded against the satellite (or SS support structure), their reflection face FRk 'then pointing to the satellite, in the initial position.
  • the loading device DC must consequently drive them in rotation towards the left, towards their chosen reflection positions, in order to place any one of them in its chosen reflection position, its reflection face FRk 'then being oriented to the reflector network used RRi and the target coverage area.
  • the opposite situation can also be considered with the same DC charging device.
  • the second main reflector RP2 interposed between the first RP 1 and third RP3 main reflectors, is rotated to the right the third main reflector RP3 so that it allows the reflection face FR2 'of the second reflector main RP2 to collect reflected (and processed) waves by the reflector network used (eg RR1) so as to reflect them towards its own coverage area.
  • the reflector network used eg RR1
  • first main reflector RP1 if one wishes to use the first main reflector RP1, one drives in rotation to the right the third RP3 and second RP2 main reflectors so that they allow the reflection face FR1 'of the first main reflector RP1 to collect the waves reflected (and processed) by the reflector network used (for example RR1) so as to reflect them in the direction of its own area of coverage.
  • the reflector network used for example RR1
  • the charging device DC may comprise at least one housing (or store), defined in the support structure SS or by a housing secured to the satellite, and in which are stored, for example in the form of a stack, the different main reflectors RPk.
  • the DC charging device comprises a gripping and displacement mechanism initially charged with selectively grasping, inside the housing, one of the main reflectors RPk in order to extract it from the latter, then in a second time to place it in its chosen position of reflection.
  • the gripping mechanism and movement begins by grabbing the main reflector RPk placed out of the housing to replace it inside the latter, then it captures in the housing the new main reflector RPk 'in order to extract it and then place it in its chosen reflection position.
  • the chosen reflection position is not necessarily the same for all the main reflectors RPk.
  • the reflection face FRk 'of the main reflectors RPk may be either substantially parabolic or substantially flat.
  • any type of DC charging device for selecting one of the RRi reflector networks, to place it in its chosen reflection position allowing it to reflect the waves (in its direction of reflection chosen DRRi), may be used, and in particular those described above with reference to FIGS. 1, 5 and 6.
  • At least one of the main reflectors (RRPk), or even all, may be arranged in the form of a parabolic or planar reflector array.
  • RRPk main reflectors
  • FIGS. 5 to 7 What differentiates this third embodiment of the second (illustrated in FIGS. 5 to 7) is the fact that the antenna A has only one and only one RR reflector network mounted, preferably, on a mechanism moving MD "secured to the SS support structure (or to the satellite).
  • the antenna A also comprises, as in the embodiment illustrated in FIG. 5, a single and only main reflector RP mounted on a displacement mechanism MD.
  • the operating mode of this antenna A is therefore identical to that of the antenna illustrated in FIG. 5 (once one of its reflector gratings has been selected and placed in its chosen position of reflection and phase shift). Consequently, the reflector network RR is responsible for reflecting the waves coming from the source S after having subjected them to a selected phase shift and, if possible, a selected frequency phase dispersion.
  • the main reflector RP is positioned to intercept the path of the waves reflected by the reflector network RR, in order to reflect them in turn (but without phase shift) in the pointing direction of the antenna DPA corresponding to the reflector network RR.
  • This pointing direction of the antenna DPA can be chosen by means of the movement mechanism MD "of the reflector network RR and / or the movement mechanism MD of the main reflector RP.
  • the shape of the coverage area can not be modified once the antenna is in orbit (except when active phase shifter cells (for example with MEMS) are used), this shape is therefore initially chosen based on need just before the start of a mission.
  • These various RR reflector arrays which have been tested and are therefore all ready to be installed, are for example stored in an external ME store at the antenna A, as illustrated in FIG. 8. It is also possible for each antenna A several different main reflectors with optical properties different.
  • the different reflector networks are possibly stored in the external store ME, as well as possibly among the different main reflectors, that (or those) that corresponds (ent).
  • all the reflector networks stored in the external magazine ME do not necessarily all include passive phase shifters or active phase shifters. Indeed, some reflector gratings may include passive phase-shifter cells, while some other reflector gratings include active phase-shifter cells. In this embodiment, and in the presence of passive phase-shifting cells, the reconfigurability of the antenna A therefore results from the choice of reflector gratings, as well as possibly from the choice of main reflectors, just before the start of the mission.
  • the reconfigurability of antenna A results both from the choice of reflector gratings, as well as possibly from the choice of main reflectors, just before the start of the mission. but also states in which the active phase shifters are placed during the mission.
  • the wave reflection face FR 'of the main reflector RP is for example substantially parabolic when it is of conventional type without etching and therefore does not constitute a reflective grating.
  • a planar RR reflector network may be combined with a RRP main reflector also arranged in the form of a planar reflector array.
  • RRP main reflector also arranged in the form of a planar reflector array.
  • the antenna A comprises, as in the example illustrated in FIG. 7, several main reflectors RPk (or RRPk) having different optical characteristics.
  • k is equal to 3, but it can take any value greater than or equal to 2.
  • Each main reflector RPk (or RRPk) is arranged to reflect the reflected waves in the direction chosen by the reflector network RR, in a selected pointing direction DPAk. Due to their different optical characteristics, the pointing directions DPAk of the main reflectors RPk are different.
  • the main reflectors RPk (or RRPk) are coupled to a DC loading device secured to the support structure SS (as illustrated) or directly to the satellite.
  • This DC charging device is responsible for placing one of the main reflectors RPk, which are coupled to it, in a selected position relative to the reflector network RR. Once the main reflector RPk is placed, it can reflect the reflected waves (and out of phase by the reflector network RR) in its own pointing direction DPAk.

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Abstract

Une antenne réseau réflecteur (A) comprend i) une source (S) délivrant des signaux sous forme d'ondes ; ii) au moins deux réseaux réflecteurs (RR1-RR9) différents et indépendants comprenant chacun au moins deux cellules déphaseuses chargées d'imposer aux ondes délivrées par la source (S) un déphasage choisi et une dispersion de phase en fréquence choisie, ce déphasage choisi et/ou cette dispersion choisie variant d'un réseau réflecteur à l'autre ; et iii) un dispositif de chargement (DC) couplé aux réseaux réflecteurs (RR1-RR9) et chargé de placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport à la source (S) afin que les ondes qu'elle délivre subissent le déphasage et la dispersion de phase en fréquence imposés par ses cellules déphaseuses, de manière à être réfléchies dans une direction choisie.

Description

ANTENNE RÉSEAU RÉFLECTEUR À ZONE DE COUVERTURE DE FORME RECONFIGURABLEAVECOUSANSCHARGEUR
L'invention concerne le domaine des antennes réseaux embarquées, par exemple sur des satellites, et plus particulièrement les antennes réseau réflecteur (ou « reflectarray antennas »).
Comme le sait l'homme de l'art, les antennes réseau réflecteur constituent l'une des deux principales familles d'antennes réseau, l'autre famille étant constituée des antennes réseau à commande de phase (ou « Phased Array Antennas »).
On entend ici par « antenne réseau réflecteur » une antenne comportant des éléments rayonnants définissant un réseau réflecteur et chargés d'intercepter avec des pertes minimales des ondes, comportant des signaux à transmettre, délivrées par une source primaire, afin de les réfléchir dans une direction choisie, appelée direction de pointage. Les antennes réseaux précitées sont intéressantes du fait qu'elles permettent de dépointer un faisceau rayonnant vers une zone de couverture (ou « spot ») donnée, afin de passer de cette zone de couverture à une autre. Par exemple, dans le cas d'une antenne réseau réflecteur le dépointage se fait en reconfigurant son diagramme d'antenne au moyen de dispositifs de contrôle de phase, associés à chacun de ses éléments rayonnants. Il est rappelé qu'un dispositif de contrôle de phase constitue avec l'élément rayonnant associé une cellule déphaseuse passive ou active. On entend ici par « cellule déphaseuse » aussi bien une structure à cavité et fente rayonnantes qu'une structure planaire résonante à pavé rayonnant (ou « patch »). Le trafic évoluant plus rapidement que la durée de vie d'un satellite, et parfois même que le temps nécessaire à la réalisation de ce dernier, il est important que l'on puisse redéfinir une mission de télécommunication pendant la phase de réalisation du satellite et/ou lorsque celui-ci est déjà en orbite.
Afin de permettre la reconfiguration de la forme, initialement prévue, d'une zone de couverture, deux solutions ont été proposées. Une première solution consiste à utiliser des antennes réseau dites actives, comme par exemple celles de type DRA ou FAFR. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait qu'elle nécessite des antennes particulièrement complexes et onéreuses. Une se∞nde solution consiste à utiliser une antenne à deux réflecteurs, l'un dit « sous- réflecteur » étant hyperbolique ou elliptique (selon les géométries dénommées « Cassegrain » ou « Gregory ») et présentant un foyer commun avec l'autre réflecteur dit « principal » de type (quasi-)parabolique. Dans ce cas, le réflecteur principal peut être incliné. L'inconvénient de cette solution réside dans le fait qu'elle induit une défocalisation du faisceau, et par conséquent une dégradation des performances. En outre, cette solution ne permet de réaliser qu'une reconfiguration en pointage du faisceau et ne permet pas de modifier la forme dudit faisceau.
Une troisième solution utilise comme la précédente une antenne à deux réflecteurs et comporte en outre un mécanisme pouvant soit déplacer le sous-réflecteur (par exemple en le faisant pivoter autour de son axe de révolution, lorsqu'il présente une découpe elliptique), soit remplacer un sous-réflecteur par un autre, conformé différemment, (lorsque deux ou trois sous-réflecteurs sont montés autour d'un même mât). L'inconvénient de cette solution réside notamment dans le fait que le nombre de sous-réflecteurs est limité (typiquement à deux ou trois) du fait qu'ils sont conformés différemment et très encombrants, et donc ne peuvent pas être empilés.
Aucune solution connue n'apportant une entière satisfaction, en terme de rapport coût / capacité de reconfiguration et/ou en terme de flexibilité de la couverture offerte (tant avant le début d'une mission, qu'une fois celle-ci commencée), l'invention a donc pour but d'améliorer la situation.
Elle propose à cet effet une antenne réseau réflecteur comprenant : une source délivrant des signaux sous forme d'ondes, au moins deux réseaux réflecteurs différents et indépendants comprenant chacun au moins deux cellules déphaseuses chargées d'imposer aux ondes délivrées par la source un déphasage choisi et (dans toute la mesure du possible) une dispersion de phase en fréquence choisie, ce déphasage choisi et/ou cette dispersion choisie variant d'un réseau réflecteur à l'autre, et un dispositif de chargement couplé aux réseaux réflecteurs et chargé de placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport à la source afin que les ondes qu'elle délivre subissent le déphasage et la dispersion de phase en fréquence imposés par ses cellules déphaseuses, de manière à être réfléchies dans une direction choisie, en générant un lobe de forme désirée (soit par un rayonnement suivi d'une unique réflexion, soit par un rayonnement suivi de deux réflexions dont une sur un réflecteur principal).
L'antenne selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et notamment : ses réseaux réflecteurs peuvent présenter une face de réflexion d'ondes sensiblement planaire ou sensiblement parabolique lorsqu'ils agissent en tant que « réflecteur » principal, ou sensiblement planaire, sensiblement elliptique ou sensiblement hyperbolique lorsqu'ils agissent en tant que réflecteur secondaire (c'est-à-dire en présence d'un réflecteur principal), son dispositif de chargement peut comporter au moins un axe sur lequel sont montés à rotation les réseaux réflecteurs selon des positions angulaires différentes qui permettent de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale et chargé d'entraîner sélectivement en rotation autour de cet axe l'un au moins des réseaux réflecteurs afin de le placer dans la position choisie. En variante, le dispositif de chargement peut comporter au moins un logement (ou magasin) dans lequel sont stockés les réseaux réflecteurs et des moyens de « préhension » et de déplacement chargés de saisir sélectivement dans le logement l'un des réseaux réflecteurs afin de l'extraire de celui-ci puis de le placer dans la position choisie, les cellules déphaseuses de l'un au moins des réseaux réflecteurs peuvent être de type passif. Dans ce cas, elles comportent par exemple chacune une structure résonante sensiblement planaire comprenant au moins un pavé supérieur placé sensiblement parallèlement à un plan de masse inférieur, à une distance choisie, et comportant au moins une fente, les dimensions du pavé et de la fente et la distance étant choisies de manière à imposer le déphasage choisi et la dispersion de phase en fréquence choisie aux ondes à réfléchir, les cellules déphaseuses de l'un au moins des réseaux réflecteurs peuvent être de type actif. Dans ce cas, elles peuvent par exemple présenter chacune une longueur résonante caractéristique et comprendre chacune en au moins un endroit choisi un dispositif électromécanique micronique, de type MEMS, propre à être placé dans au moins deux états différents permettant et interdisant respectivement l'établissement d'un court-circuit destiné à faire varier la longueur résonante, de manière à faire varier le déphasage des ondes à réfléchir dans la direction choisie, au moins un réflecteur dit principal chargé de réfléchir dans une direction de pointage d'une zone choisie les ondes qui sont réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur qui est placé dans la position choisie,
> chaque réflecteur principal peut présenter une face de réflexion d'ondes sensiblement parabolique (lorsqu'il est de type classique (face de réflexion non gravée)), ou bien sensiblement parabolique ou plane (lorsque ladite face de réflexion comporte un réseau réflecteur gravé),
> en présence d'au moins deux réflecteurs principaux, présentant des caractéristiques optiques différentes permettant de réfléchir dans des directions de pointage différentes les ondes réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur (placé dans la position choisie), elle comprend un autre dispositif de chargement, couplé aux réflecteurs principaux et chargé de placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport au réseau réflecteur (placé dans la position choisie), de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur dans sa direction de pointage, o cet autre dispositif de chargement peut par exemple comporter au moins un axe sur lequel sont montés à rotation les réflecteurs principaux selon des positions angulaires différentes qui permettent de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale, et il peut être chargé d'entraîner sélectivement en rotation autour de cet axe l'un au moins des réflecteurs principaux de manière à le placer dans la position choisie, o en variante, l'autre dispositif de chargement peut par exemple comporter au moins un logement (ou magasin) dans lequel sont stockés les réflecteurs principaux et des moyens de préhension et de déplacement chargés de saisir sélectivement dans le logement l'un des réflecteurs principaux afin de l'extraire de celui-ci puis de le placer dans la position choisie. L'invention propose également une antenne réseau réflecteur comprenant : une source délivrant des signaux sous forme d'ondes, un réseau réflecteur comprenant au moins deux cellules déphaseuses chargées d'imposer aux ondes délivrées par la source un déphasage choisi et (dans toute la mesure du possible) une dispersion de phase en fréquence choisie, de manière à les réfléchir dans une direction choisie, et au moins un réflecteur principal chargé de réfléchir dans une direction de pointage d'une zone choisie les ondes réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur.
L'antenne selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui pourront être prises séparément ou en combinaison, et notamment : chaque réseau réflecteur peut présenter une face de réflexion d'ondes sensiblement planaire ou sensiblement parabolique, - les cellules déphaseuses peuvent être de type passif. Dans ce cas, elles comportent par exemple chacune une structure résonante sensiblement planaire comprenant au moins un pavé supérieur placé sensiblement parallèlement à un plan de masse inférieur, à une distance choisie, et comportant au moins une fente, les dimensions du pavé et de la fente et la distance étant choisies de manière à imposer le déphasage choisi et la dispersion de phase en fréquence choisie aux ondes à réfléchir, l'un au moins des réflecteurs principaux peut présenter une face de réflexion d'ondes sensiblement parabolique, en variante l'un au moins des réflecteurs principaux peut présenter une face de réflexion d'ondes sensiblement parabolique ou sensiblement plane sur laquelle est constitué un réseau réflecteur gravé, comportant des cellules déphaseuses passives ou actives, par exemple telles que celles présentées ci-avant, en présence d'au moins deux réflecteurs principaux, présentant des caractéristiques optiques différentes permettant de réfléchir dans des directions de pointage différentes les ondes réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur, elle comprend un dispositif de chargement, couplé aux réflecteurs principaux et chargé de placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport au réseau réflecteur, de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur dans sa direction de pointage, > cet autre dispositif de chargement peut par exemple comporter au moins un axe sur lequel sont montés à rotation les réflecteurs principaux selon des positions angulaires différentes qui permettent de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale, et il peut être chargé d'entraîner sélectivement en rotation autour de cet axe l'un au moins des réflecteurs principaux de manière à le placer dans la position choisie,
> en variante, le dispositif de chargement peut par exemple comporter au moins un logement (ou magasin) dans lequel sont stockés les réflecteurs principaux et des moyens de préhension et de déplacement chargés de saisir sélectivement dans le logement l'un des réflecteurs principaux afin de l'extraire de celui-ci puis de le placer dans la position choisie.
L'invention est particulièrement bien adaptée, bien que de façon non exclusive, aux antennes de télécommunication géostationnaires en bande Ku (12 à 18 GHz), à couverture reconfigurable (tant en forme qu'en position), et aux antennes SAR (radar à ouverture synthétique, notamment en bande C (4 à 8 GHz) ou en bande X (8 à 12 GHz)).
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, et des dessins annexés, sur lesquels : la figure 1 illustre de façon schématique un premier état d'un premier exemple de réalisation d'une antenne réseau réflecteur reconfigurable selon l'invention, la figure 2 illustre de façon schématique, dans une vue du dessus, un exemple de réalisation d'une cellule déphaseuse, - la figure 3 est une vue en coupe transversale selon l'axe Ill-lll de la cellule déphaseuse de la figure 2, la figure 4 illustre de façon schématique un second état du premier exemple de réalisation d'antenne réseau réflecteur reconfigurable selon l'invention, la figure 5 illustre de façon schématique un deuxième exemple de réalisation d'une antenne réseau réflecteur reconfigurable selon l'invention, la figure 6 illustre de façon schématique une première variante du deuxième exemple de réalisation d'antenne réseau réflecteur reconfigurable selon l'invention, la figure 7 illustre de façon schématique une deuxième variante du deuxième exemple de réalisation d'antenne réseau réflecteur reconfigurable selon l'invention, la figure 8 illustre de façon schématique un troisième exemple de réalisation d'une antenne réseau réflecteur selon l'invention, et la figure 9 illustre de façon schématique une variante du deuxième exemple de réalisation d'antenne réseau réflecteur selon l'invention.
Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant. On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 3 pour décrire un premier exemple de réalisation d'une antenne réseau réflecteur reconfigurable A, selon l'invention. On considère dans ce qui suit que l'antenne A est embarquée sur un satellite géostationnaire de télécommunication en bande Ku (12 à 18 GHz). Mais, l'invention n'est pas limitée à cette application. Elle concerne en effet les antennes radar embarquées sur des satellites, volant éventuellement en formation, ou sur des avions ou des engins spatiaux, tels que des navettes. Ainsi, l'invention est bien adaptée aux antennes SAR [radar à ouverture synthétique, en bande C (4 à 8 GHz) ou en bande X (8 à 12 GHz)]. Dans ce premier exemple de réalisation, l'antenne réseau réflecteur A comprend une structure de support SS propre à être solidarisée à un satellite (non représenté) et sur laquelle est tout d'abord fixée, en un endroit choisi, une source primaire S chargée de délivrer sous un angle solide choisi de direction principale DPS, appelée direction de pointage de la source, des ondes comprenant des signaux à transmettre. La source est par exemple réalisée sous la forme d'un cornet. L'antenne A comprend également un dispositif (ou mécanisme) de chargement DC, solidarisé partiellement à la structure de support SS, en un autre endroit choisi, ainsi que plusieurs réseaux réflecteurs RRi (ici i = 1 à 3, mais il peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à 2) différents et indépendants, solidarisés à la structure de support SS, par l'intermédiaire du dispositif de chargement DC. II est important de noter que les différents constituants de l'antenne A ne sont pas forcément installés sur une structure de support SS. Ils peuvent en effet être installés en différents endroits du satellite (ou engin), solidaires les uns des autres. Chaque réseau réflecteur RRi comporte au moins deux cellules déphaseuses CD chargées, lorsqu'elles sont placées dans une position choisie par rapport à la source S, d'imposer aux ondes (qui sont délivrées par celle-ci) un déphasage choisi et si possible une dispersion de phase en fréquence choisie, afin de les réfléchir dans une direction choisie DPA. Il est important de noter que le déphasage choisi et/ou la dispersion de phase en fréquence choisie varie(nt) d'un réseau réflecteur RRi à l'autre RRi', si bien que la zone de couverture (ou « spot ») du faisceau de l'antenne A, et/ou la forme de cette zone, varient en fonction du réseau réflecteur RRi sélectionné. De nombreux types de cellules déphaseuses peuvent être envisagés. Par exemple, lorsque la simplicité de l'antenne A est recherchée et/ou qu'un faible coût d'antenne est recherché, les cellules déphaseuses CD qui sont formées sur les réseaux réflecteurs RRi sont de préférence de type passif. Plus préférentiellement encore, et comme illustré sur les figures 2 et 3, chaque cellule déphaseuse CD peut comporter une structure résonante sensiblement planaire comprenant au moins un pavé supérieur PS placé sensiblement parallèlement à un plan de masse inférieur PM1, à une distance choisie, et comportant au moins une fente FP. Dans ce cas, les dimensions du (des) pavé(s) et de la (des) fentes et la (les) distance(s) est (sont) choisies afin d'imposer le déphasage choisi et la dispersion de phase en fréquence choisie aux ondes à réfléchir. Plus précisément, dans l'exemple illustré sur les figures 2 et 3, la structure résonante passive CD comprend un substrat SB comportant une face arrière (ou inférieure), solidarisée à un plan de masse inférieur PM 1, et une face avant (ou supérieure), solidarisée à au moins un pavé (ou patch) supérieur PS comportant au moins une fente FP. Le pavé supérieur PS est placé sensiblement parallèlement au plan de masse inférieur PM 1 et présente des dimensions inférieures aux siennes. Par exemple, et comme illustré, le pavé supérieur PS est de forme rectangulaire, et préférentiellement carrée. Par ailleurs, chaque fente FP est préférentiellement de forme rectangulaire définie par deux grands côtés (longitudinaux), de longueur b, et deux petits côtés (transversaux), de largeur a. Chaque fente FP est par exemple réalisée par gravure du plan de masse constituant le pavé supérieur PS.
Lorsque le pavé supérieur PS ne comporte qu'une seule fente FP, celle-ci est de préférence placée sensiblement en son centre. Par ailleurs, le pavé supérieur PS peut comporter plusieurs fentes FP, éventuellement de différentes dimensions. En choisissant judicieusement les dimensions du pavé supérieur PS, et notamment sa longueur x, et de la fente FP, et notamment sa longueur b, ainsi que l'épaisseur d' du substrat SB, on peut imposer à la fois un déphasage choisi et une dispersion de phase en fréquence choisie. Les dimensions et épaisseurs peuvent être déduites de ∞urbes donnant l'évolution du déphasage ΔΦ en fonction de la longueur b de la fente FP, pour plusieurs valeurs différentes x de longueur de pavé supérieur PS et pour une épaisseur d' de substrat SB (par exemple égale à environ 2 mm). Le substrat SB est par exemple réalisé en Duroïd ®, ou en TMM ®, ou encore en structure multicouches (comprenant par exemple un espaceur de type nid d'abeille, ou une mousse de permittivité proche de 1, séparant des substrats de très faibles épaisseurs, sur la face supérieure desquels sont gravés des motifs métalliques et sur la face inférieure desquels est gravé un plan de masse), et présente une épaisseur d' faible, typiquement de l'ordre de λ/10 à λ/5, où λ est la longueur d'onde dans le vide des ondes à réfléchir, provenant de la source de l'antenne.
Une telle cellule déphaseuse CD permet d'obtenir n'importe quel déphasage, et notamment des déphasages (très) supérieurs à 360°. Elle permet de maîtriser également la dispersion de ce déphasage en fréquence. En utilisant sur les différents réseaux réflecteurs RRi des cellules déphaseuses CD de caractéristiques différentes, comme par exemple des fentes de longueurs différentes, on obtient des trajets de courant différents et donc des longueurs résonantes caractéristiques (ou longueurs électriques) différentes des pavés supérieurs PS, ce qui permet d'obtenir des déphasages de l'onde réfléchie différents. II est important de noter que le pavé supérieur PS doit être résonant à λ/2.
Il est également important de noter que l'utilisation de réseaux réflecteurs passifs, et notamment du type décrit ci-avant, permet d'en embarquer un nombre important, par exemple cinq, voire même dix, et que leur coût de fabrication est réduit. Cela résulte du fait qu'ils sont très minces, typiquement de l'ordre du centimètre et peuvent tous présenter des dimensions et des courbures identiques (souvent nulles dans le cas des réseaux réflecteurs plans les plus simples), seules leurs cellules déphaseuses CD, placées sur leur face supérieure de réflexion FRi, étant différentes. Il est également important de noter que les cellules déphaseuses peuvent être, en variante, de type actif. On peut notamment utiliser des cellules déphaseuses actives présentant une longueur résonante caractéristique et comprenant en au moins un endroit choisi un dispositif électromécanique micronique, de type MEMS (pour « Micro ElectroMechanical System »), pouvant être placé dans au moins deux états différents permettant et interdisant respectivement l'établissement d'un court-circuit destiné à faire varier la longueur résonante caractéristique, afin de faire varier le déphasage des ondes à réfléchir qui présentent au moins une polarisation linéaire. Ces cellules actives sont particulièrement intéressantes car elles offrent un ou plusieurs degrés de liberté supplémentaires en terme de reconfigurabilité d'antenne. Comme on le verra plus loin elles sont particulièrement bien adaptées aux modes de réalisation illustrés sur les figures 8 et 9, et sur lesquels on reviendra plus loin. De telles cellules déphaseuses actives, tout comme les cellules déphaseuses passives présentées ci-avant, sont notamment décrites dans le document brevet FR 0450575. On peut envisager que certains réseaux réflecteurs comportent des cellules déphaseuses passives, et que certains autres réseaux réflecteurs comportent des cellules déphaseuses actives.
Tout type de dispositif de chargement DC permettant de sélectionner l'un des réseaux réflecteurs RRi, afin de le placer dans la position choisie lui permettant de réfléchir les ondes (dans la direction de pointage de l'antenne DPA), peut être envisagé. Ainsi, dans l'exemple illustré sur la figure 1, le dispositif de chargement DC comporte un axe X sur lequel sont montés à rotation les réseaux réflecteurs RR1 à RR3. Les positions angulaires des trois réseaux réflecteurs RRi par rapport à l'axe X sont différentes afin qu'ils puissent être positionnés sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale. La position dans laquelle doit être placé un réseau réflecteur RRi peut coïncider avec la position qu'il possède lorsque l'ensemble des réseaux réflecteurs est dans la position initiale (matérialisée sur la figure 1), mais cela n'est pas obligatoire. On peut en effet envisager, contrairement à ce qui est illustré sur la figure 1 , que les réseaux réflecteurs RRi soient initialement repliés contre le satellite (ou la structure de support SS), leur face de réflexion FRi pointant alors vers le satellite, et qu'il faille les entraîner en rotation vers la position choisie afin de placer l'un quelconque d'entre eux dans la position choisie, sa face de réflexion FRi étant alors orientée vers la zone de couverture visée. Par exemple dans la situation illustrée sur la figure 1 , lorsque l'on souhaite utiliser le premier réseau réflecteur RR1, on maintient les trois réseaux réflecteurs RR1 à RR3 dans leur position initiale. Si maintenant on souhaite utiliser le deuxième réseau réflecteur RR2, intercalé entre les premier RR1 et troisième RR3 réseaux réflecteurs, on entraîne en rotation vers la gauche le premier réseau réflecteur RR1 afin qu'il permette à la face de réflexion FR2 du deuxième réseau réflecteur RR2 de collecter les ondes délivrées par la source S de manière à les réfléchir (après déphasages adaptés à la forme du faisceau à générer) en direction de sa propre zone de couverture. Cette situation est illustrée sur la figure 4. Enfin, si l'on souhaite utiliser le troisième réseau réflecteur RR3, on entraîne en rotation vers la gauche les premier RR1 et deuxième RR2 réseaux réflecteurs afin qu'ils permettent à la face de réflexion FR3 du troisième réseau réflecteur RR3 de collecter les ondes délivrées par la source S de manière à les réfléchir (après déphasages adaptés à la forme du faisceau à générer) en direction de sa propre zone de couverture. Bien entendu, on peut envisager de nombreuses autres combinaisons de déplacements des réseaux réflecteurs RRi, en fonction du type de dispositif de chargement utilisé et de son positionnement par rapport à la source S. Par exemple, le dispositif de chargement DC peut comporter au moins un logement (ou magasin) LO, défini dans la structure de support SS ou par un boîtier solidarisé au satellite, et dans lequel sont stockés, par exemple sous la forme d'un empilement, les différents réseaux réflecteurs RRi. Dans ce cas, le dispositif de chargement DC comporte un mécanisme de « préhension » et de déplacement MPD chargé dans un premier temps de saisir sélectivement, à l'intérieur du logement LO, l'un des réseaux réflecteurs RRi afin de l'extraire de celui-ci, puis dans un second temps de le placer dans la position choisie. Un tel dispositif de chargement DC est schématiquement illustré sur la figure 5, sur laquelle on reviendra plus loin. Dans cette variante de réalisation, lorsque l'on souhaite utiliser un autre réseau réflecteur RRi' que celui RRi placé dans sa position choisie de réflexion, le mécanisme de préhension et de déplacement MPD commence par saisir le réseau réflecteur RRi placé hors du logement LO afin de le replacer à l'intérieur de ce dernier, puis il saisit dans le logement LO le nouveau réseau réflecteur RRi' afin de l'extraire de celui-ci puis de le placer dans sa position de réflexion choisie.
Dans ce premier exemple de réalisation, la face de réflexion FRi des réseaux réflecteurs RRi peut être sensiblement parabolique, comme illustré sur les figures 1 et 4. Mais, dans une variante la face de réflexion FRi des réseaux réflecteurs RRi peut être sensiblement plane. II est important de noter que la position de réflexion choisie n'est pas obligatoirement la même pour tous les réseaux réflecteurs RRi.
On se réfère maintenant à la figure 5 pour décrire un deuxième exemple de réalisation d'antenne selon l'invention. Dans cet exemple de réalisation, l'antenne réseau réflecteur A comporte un réflecteur dit principal RP en complément de son ensemble d'au moins deux réseaux réflecteurs RRi.
Dans cet exemple de réalisation, le réseau réflecteur RRi, qui est placé dans sa position de réflexion choisie, est chargé de réfléchir les ondes provenant de la source S après leur avoir fait subir un déphasage choisi et si possible une dispersion de phase en fréquence choisie. Le réflecteur principal RP est positionné de manière à intercepter le trajet des ondes réfléchies par le réseau réflecteur RRi utilisé, afin de les réfléchir à son tour (mais sans déphasage) dans la direction de pointage de l'antenne DPA correspondant audit réseau réflecteur RRi utilisé. La face de réflexion d'ondes FR' du réflecteur principal RP est par exemple sensiblement parabolique lorsqu'il est constitue un réflecteur classique sans gravure et non un réseau réflecteur.
Cependant, on pourrait combiner des réseaux réflecteurs RRi planaires avec un réflecteur principal (RRP) lui aussi agencé sous la forme d'un réseau réflecteur planaire.
On pourrait aussi utiliser des réseaux réflecteurs RRi elliptiques avec un réflecteur principal (RP) parabolique ou avec un réseau réflecteur principal planaire (RRP). Cependant la solution présentant la meilleure combinaison masse / coût / performances utilise un réflecteur principal RP parabolique classique (et donc sans gravure) et plusieurs (sous-)réseaux réflecteurs (secondaires) RRi interchangeables, assurant diverses lois de phase et donc divers diagrammes d'antenne. Ce deuxième exemple de réalisation est destiné à remédier à un inconvénient présenté par le premier exemple de réalisation. En effet, les différences de trajet des ondes, entre la source S et le réseau réflecteur utilisé RRi, introduisent une dispersion fréquentielle qui limite la bande passante de l'antenne A, et ne peuvent être que partiellement compensées par les cellules déphaseuses CD. Par exemple, pour une utilisation en bande Ku la dimension des réseaux réflecteurs RRi doit être inférieure à 1 mètre si l'on souhaite obtenir des performances stables sur environ 10% de la bande passante. En utilisant les réseaux réflecteurs en tant que « sous-réflecteurs » du réflecteur principal RP, on supprime les dispersions fréquentielles.
Par ailleurs, il est important de noter que dans ce deuxième exemple de réalisation la fonction principale des réseaux réflecteurs RRi est de déterminer la forme du faisceau (et donc de la zone de couverture (ou spot)) et générer de faibles dépointages; des dépointages très élevés peuvent être assurés par le réflecteur principal RP. Lorsque tel est le cas, le réflecteur principal RP est solidarisé à la structure de support SS (ou au satellite) par l'intermédiaire d'un mécanisme de déplacement MD destiné à contrôler son dépointage. Comme cela est illustré sur la figure 5, on peut prévoir une protection thermique PT à l'endroit où est placé le réseau réflecteur utilisé, ici RR2. Cette protection thermique PT peut être constituée par (ou sur) une partie de la structure de support SS (ou par un élément rapporté sur celle-ci) ou bien par un élément rapporté sur le satellite. Dans le mode de réalisation illustré sur la figure 5, le dispositif de chargement DC comporte un logement (ou magasin) LO, défini dans la structure de support SS et dans lequel sont stockés sous la forme d'un empilement les différents réseaux réflecteurs RRi (ici i = 1 à 9, à titre d'exemple). Le dispositif de chargement DC comporte un mécanisme de préhension et de déplacement MPD chargé de saisir sélectivement, à l'intérieur du logement LO, l'un des réseaux réflecteurs (par exemple RR2) afin de l'extraire de celui-ci, puis de le placer dans la position de réflexion choisie qui correspond à sa direction de réflexion choisie DRR2.
Le mécanisme de préhension et de déplacement MPD comprend par exemple un mécanisme poussoir, chargé d'extraire les réseaux réflecteurs RRi' à l'intérieur du logement LO et chargé de les acheminer dans leur position de réflexion choisie, par exemple au moyen de rails, puis de les ramener dans le logement LO lorsque cela est requis.
Dans cet exemple de réalisation, lorsque les réseaux réflecteurs RRi sont chargés de déterminer la forme du faisceau (et donc de la zone de couverture (ou spot)), tandis que le réflecteur principal RP est chargé d'assurer l'éventuel dépointage, la reconfiguration de l'antenne A requiert le remplacement d'un réseau réflecteur RRi par un autre réseau réflecteur RRi', au moyen du dispositif de chargement DC, et/ou le repositionnement du réflecteur principal RP, au moyen de son mécanisme de déplacement MD. Bien entendu, on pourrait prévoir plusieurs logements LOj (j étant supérieur ou égal à 2) pour stocker des sous-ensembles de réseaux réflecteurs RRij.
Par ailleurs, comme dans le premier exemple de réalisation, on peut envisager de nombreuses autres combinaisons de déplacements des réseaux réflecteurs RRi, en fonction du type de dispositif de chargement DC utilisé et de son positionnement par rapport à la source S. Il est ainsi possible d'utiliser un dispositif de chargement DC à axe de rotation, du type de celui décrit ci-avant en référence aux figures 1 et 4. Une autre variante de dispositif de chargement DC, illustrée sur la figure 6, peut consister à monter sur un support rotatif SR plusieurs sous-ensembles SEj de réseaux réflecteurs RRij (ici j = 1 , 2, mais il peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à 1). Le support rotatif SR est par exemple pourvu d'un nombre j d'axes de rotation Xj (non représentés), sur chacun desquels est monté à rotation un sous- ensemble SEj de réseaux réflecteurs RRij. Pour placer un réseau réflecteur RRij dans sa position de réflexion choisie, on entraîne en rotation le support rotatif SR de sorte que le sous-ensemble SEj, auquel appartient le réseau réflecteur sélectionné RRij, soit placé au voisinage de la position de réflexion, puis on entraîne en rotation autour de l'axe Xj au moins le réseau réflecteur RRij sélectionné de sorte qu'il soit placé dans sa position de réflexion choisie et puisse réfléchir les ondes émises par la source S et leur appliquer les déphasages appropriés. Cette autre variante peut également s'appliquer au premier exemple de réalisation.
On se réfère maintenant à la figure 7 pour décrire une variante du deuxième exemple de réalisation présenté ci-avant en référence aux figures 5 et 6. Dans cette variante l'antenne ne comporte pas un seul réflecteur principal RP, mais plusieurs réflecteurs principaux RPk présentant des caractéristiques optiques différentes. Dans l'exemple illustré, k est égal à 3, mais, il peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à 2.
Chaque réflecteur principal RPk est agencé de manière à réfléchir les ondes réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur RRi (placé dans sa position choisie), dans une direction de pointage choisi DPAk. En raison de leurs caractéristiques optiques différentes les directions de pointage DPAk des réflecteurs principaux RPk sont différentes.
Les réflecteurs principaux RPk sont couplés à un autre dispositif de chargement DC solidarisé à la structure de support SS (comme illustré) ou bien directement au satellite. Cet autre dispositif de chargement DC est chargé de placer l'un des réflecteurs principaux RPk, qui sont couplés à lui, dans une position choisie par rapport au réseau réflecteur sélectionné RRi qui est placé dans sa position de réflexion choisie. Une fois le réflecteur principal RPk placé, il peut réfléchir les ondes réfléchies (et déphasées par le réseau réflecteur utilisé RRi) dans sa propre direction de pointage DPAk. Ce dispositif de chargement DC peut, comme celui DC chargé des réseaux réflecteurs RRi, se présenter sous n'importe quelle forme dès lors qu'il est capable de sélectionner l'un des réflecteurs principaux RPk afin de le placer dans la position choisie lui permettant de réfléchir les ondes dans sa propre direction de pointage DPAk. Ainsi, dans l'exemple illustré sur la figure 7, le dispositif de chargement DC comporte un axe X' sur lequel sont montés à rotation les réflecteurs principaux RP1 à RP3. Les positions angulaires des trois réflecteurs principaux RP par rapport à l'axe X' sont différentes afin qu'ils puissent être positionnés sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale (non représentée, mais située dans l'exemple illustré dans la partie de droite au niveau des deuxième RP2 et troisième RP3 réflecteurs principaux).
La position dans laquelle doit être placé un réflecteur principal RPk peut coïncider avec la position qu'il possède lorsque l'ensemble des réflecteurs principaux est dans sa position initiale, mais cela n'est pas obligatoire comme illustré sur la figure 7. Ici, les réflecteurs principaux RPk sont en effet initialement repliés contre le satellite (ou la structure de support SS), leur face de réflexion FRk' pointant alors vers le satellite, dans la position initiale. Le dispositif de chargement DC doit par conséquent les entraîner en rotation vers la gauche, vers leurs positions de réflexion choisies, afin de placer l'un quelconque d'entre eux dans sa position de réflexion choisie, sa face de réflexion FRk' étant alors orientée vers le réseau réflecteur utilisé RRi et la zone de couverture visée. La situation inverse peut également être envisagée avec le même dispositif de chargement DC. En effet, lorsque la position initiale des réflecteurs principaux RPk est située à gauche de l'axe X', leurs faces de réflexion FRk' sont orientées vers le réseau réflecteur utilisé RRi et la zone de couverture visée, dans ladite position initiale. Par conséquent, lorsque l'on souhaite utiliser le troisième réflecteur principal RP3, on maintient les trois réflecteurs principaux RP1 à RP3 dans leur position initiale. Si maintenant on souhaite utiliser le deuxième réflecteur principal RP2, intercalé entre les premier RP 1 et troisième RP3 réflecteurs principaux, on entraîne en rotation vers la droite le troisième réflecteur principal RP3 afin qu'il permette à la face de réflexion FR2' du deuxième réflecteur principal RP2 de collecter les ondes réfléchies (et traitées) par le réseau réflecteur utilisé (par exemple RR1) de manière à les réfléchir en direction de sa propre zone de couverture. Enfin, si l'on souhaite utiliser le premier réflecteur principal RP1, on entraîne en rotation vers la droite les troisième RP3 et deuxième RP2 réflecteurs principaux afin qu'ils permettent à la face de réflexion FR1' du premier réflecteur principal RP1 de collecter les ondes réfléchies (et traitées) par le réseau réflecteur utilisé (par exemple RR1) de manière à les réfléchir en direction de sa propre zone de couverture. Bien entendu, on peut envisager de nombreuses autres combinaisons de déplacements des réseaux réflecteurs RRi, en fonction du type de dispositif de chargement DC utilisé et de son positionnement par rapport au réseau réflecteur RRi (lorsqu'il est placé dans sa position de réflexion). Par exemple, le dispositif de chargement DC peut comporter au moins un logement (ou magasin), défini dans la structure de support SS ou par un boîtier solidarisé au satellite, et dans lequel sont stockés, par exemple sous la forme d'un empilement, les différents réflecteurs principaux RPk. Dans ce cas, le dispositif de chargement DC comporte un mécanisme de préhension et de déplacement chargé dans un premier temps de saisir sélectivement, à l'intérieur du logement, l'un des réflecteurs principaux RPk afin de l'extraire de celui-ci, puis dans un second temps de le placer dans sa position de réflexion choisie. Dans cette autre variante de réalisation, lorsque l'on souhaite utiliser un autre réflecteur principal RPk' que celui RPk placé dans sa position choisie de réflexion, le mécanisme de préhension et de déplacement commence par saisir le réflecteur principal RPk placé hors du logement afin de le replacer à l'intérieur de ce dernier, puis il saisit dans le logement le nouveau réflecteur principal RPk' afin de l'extraire de celui-ci puis de le placer dans sa position de réflexion choisie. Il est important de noter que la position de réflexion choisie n'est pas obligatoirement la même pour tous les réflecteurs principaux RPk. Dans la variante du deuxième exemple de réalisation, illustrée sur la figure 7, la face de réflexion FRk' des réflecteurs principaux RPk peut être soit sensiblement parabolique, soit sensiblement plane. Par ailleurs, dans cette variante, n'importe quel type de dispositif de chargement DC permettant de sélectionner l'un des réseaux réflecteurs RRi, afin de le placer dans sa position de réflexion choisie lui permettant de réfléchir les ondes (dans sa direction de réflexion choisie DRRi), peut être utilisé, et notamment ceux décrits précédemment en référence aux figures 1 , 5 et 6.
Il est également important de noter que l'un au moins des réflecteurs principaux (RRPk), voire même tous, peu(ven)t être agencé(s) sous la forme d'un réseau réflecteur parabolique ou planaire. On se réfère maintenant aux figures 8 et 9 pour décrire un troisième exemple de réalisation d'une antenne réseau réflecteur A, selon l'invention. Ce qui différencie ce troisième exemple de réalisation du deuxième (illustré sur les figures 5 à 7), c'est le fait que l'antenne A ne possède plus qu'un seul et unique réseau réflecteur RR monté, de préférence, sur un mécanisme de déplacement MD" solidarisé à la structure de support SS (ou bien au satellite).
Dans l'exemple illustré sur la figure 8, l'antenne A comporte par ailleurs, comme dans l'exemple de réalisation illustré sur la figure 5, un seul et unique réflecteur principal RP monté sur un mécanisme de déplacement MD. Le mode de fonctionnement de cette antenne A est donc identique à celui de l'antenne illustrée sur la figure 5 (une fois que l'un de ses réseaux réflecteurs a été sélectionné et placé dans sa position choisie de réflexion et de déphasage). Par conséquent, le réseau réflecteur RR est chargé de réfléchir les ondes provenant de la source S après leur avoir fait subir un déphasage choisi et si possible une dispersion de phase en fréquence choisie. Le réflecteur principal RP est positionné de manière à intercepter le trajet des ondes réfléchies par le réseau réflecteur RR, afin de les réfléchir à son tour (mais sans déphasage) dans la direction de pointage de l'antenne DPA correspondant au réseau réflecteur RR. Cette direction de pointage de l'antenne DPA peut être choisie au moyen du mécanisme de déplacement MD" du réseau réflecteur RR et/ou du mécanisme de déplacement MD du réflecteur principal RP.
Par ailleurs, dans ce mode de réalisation la forme de la zone de couverture ne pouvant pas être modifiée une fois l'antenne positionnée en orbite (sauf lorsque des cellules déphaseuses actives (par exemple à MEMS) sont utilisées), cette forme est donc initialement choisie en fonction des besoins juste avant le début d'une mission. Pour ce faire, on prévoit préférentiellement pour chaque antenne A plusieurs réseaux réflecteurs RR présentant des déphasages différents et/ou des dispersions de phase en fréquence différentes, et donc correspondant à des zones de couverture (ou « spots ») différentes et/ou à des formes de zone de couverture différentes. Ces différents réseaux réflecteurs RR, qui ont été testés et sont donc tous prêts à être installés, sont par exemple stockés dans un magasin ME externe à l'antenne A, comme illustré sur la figure 8. On peut également prévoir pour chaque antenne A plusieurs réflecteurs principaux différents présentant des propriétés optiques différentes. Lorsque la mission est définitivement définie, on choisit parmi les différents réseaux réflecteurs (éventuellement stockés dans le magasin externe ME), ainsi qu'éventuellement parmi les différents réflecteurs principaux, celui (ou ceux) qui lui correspond(ent). II est important de noter que tous les réseaux réflecteurs stockés dans le magasin externe ME ne comportent pas forcément tous des cellules déphaseuses passives ou des cellules déphaseuses actives. En effet, certains réseaux réflecteurs peuvent comporter des cellules déphaseuses passives, tandis que certains autres réseaux réflecteurs comportent des cellules déphaseuses actives. Dans ce mode de réalisation, et en présence de cellules déphaseuses passives, la reconfigurabilité de l'antenne A résulte donc du choix de réseaux réflecteurs, ainsi qu'éventuellement du choix de réflecteurs principaux, juste avant le début de la mission. En présence de cellules déphaseuses actives, par exemple à MEMS(s), la reconfigurabilité de l'antenne A résulte à la fois du choix de réseaux réflecteurs, ainsi qu'éventuellement du choix de réflecteurs principaux, juste avant le début de la mission, mais également des états dans lesquels sont placées les cellules déphaseuses actives pendant la mission. La face de réflexion d'ondes FR' du réflecteur principal RP est par exemple sensiblement parabolique lorsqu'il est de type classique sans gravure et donc ne constitue pas un réseau réflecteur.
Cependant, on peut combiner un réseau réflecteur RR planaire avec un réflecteur principal RRP lui aussi agencé sous la forme d'un réseau réflecteur planaire. On pourrait aussi utiliser un réseau réflecteur RR elliptique avec un réflecteur principal RP parabolique ou avec un réseau réflecteur principal RRP planaire.
Dans la variante de réalisation illustrée sur la figure 9, l'antenne A comprend, comme dans l'exemple illustré sur la figure 7, plusieurs réflecteurs principaux RPk (ou RRPk) présentant des caractéristiques optiques différentes. Dans l'exemple illustré, k est égal à 3, mais, il peut prendre n'importe quelle valeur supérieure ou égale à 2. Chaque réflecteur principal RPk (ou RRPk) est agencé de manière à réfléchir les ondes réfléchies dans la direction choisie par le réseau réflecteur RR, dans une direction de pointage choisi DPAk. En raison de leurs caractéristiques optiques différentes les directions de pointage DPAk des réflecteurs principaux RPk sont différentes. Les réflecteurs principaux RPk (ou RRPk) sont couplés à un dispositif de chargement DC solidarisé à la structure de support SS (comme illustré) ou bien directement au satellite. Ce dispositif de chargement DC est chargé de placer l'un des réflecteurs principaux RPk, qui sont couplés à lui, dans une position choisie par rapport au réseau réflecteur RR. Une fois le réflecteur principal RPk placé, il peut réfléchir les ondes réfléchies (et déphasées par le réseau réflecteur RR) dans sa propre direction de pointage DPAk.
Ce dispositif de chargement DC étant du même type que celui décrit précédemment en référence à la figure 7, il ne sera donc pas décrit de nouveau, tout comme le mode de sélection du réflecteur principal RPk qui est identique au précédent. Par ailleurs, on peut envisager de nombreux modes de déplacement des réflecteurs principaux RPk en fonction du type de dispositif de chargement DC utilisé et de son positionnement par rapport au réseau réflecteur RR. Plus généralement, tout ce qui a été dit au sujet des réflecteurs principaux de la figure 7 s'applique également aux réflecteurs principaux de la figure 9.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation d'antenne décrits ci-avant, seulement à titre d'exemple, mais elle englobe toutes les variantes que pourra envisager l'homme de l'art dans le cadre des revendications ci-après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Antenne réseau réflecteur (A), caractérisée en ce qu'elle comprend : une source (S) propre à délivrer des signaux sous forme d'ondes, - au moins deux réseaux réflecteurs (RRi) différents et indépendants comprenant chacun au moins deux cellules déphaseuses (CD) propres à imposer auxdites ondes délivrées par la source (S) un déphasage choisi et une dispersion de phase en fréquence choisie, ledit déphasage choisi et/ou ladite dispersion choisie variant d'un réseau réflecteur (RRi) à l'autre, et un dispositif de chargement (DC) couplé auxdits réseaux réflecteurs (RRi) et agencé pour placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport à ladite source (S) de sorte que les ondes qu'elle délivre subissent le déphasage et la dispersion de phase en fréquence imposés par ses cellules déphaseuses (CD), de manière à être réfléchies dans une direction choisie.
2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits réseaux réflecteurs (RRi) présentent une face de réflexion d'ondes (FR) sensiblement planaire.
3. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que lesdits réseaux réflecteurs (RRi) présentent une face de réflexion d'ondes (FR) sensiblement parabolique.
4. Antenne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit dispositif de chargement (CD) comporte au moins un axe (X) sur lequel sont montés à rotation lesdits réseaux réflecteurs (RRi) selon des positions angulaires différentes permettant de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale et agencé pour entraîner sélectivement en rotation autour dudit axe (X) l'un au moins desdits réseaux réflecteurs (RRi) de manière à le placer dans ladite position choisie.
5. Antenne selon l'une des revendications 1 à 3, caractérisée en ce que ledit dispositif de chargement (CD) comporte au moins un logement (LO) dans lequel sont stockés lesdits réseaux réflecteurs (RRi) et des moyens de préhension et de déplacement (MPD) propres à saisir sélectivement dans ledit logement (LO) l'un desdits réseaux réflecteurs (RRi) de manière à l'extraire dudit logement (LO) puis à le placer dans ladite position choisie.
6. Antenne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que ladite direction choisie est une direction de pointage d'une zone choisie (DPA).
7. Antenne selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins un réflecteur dit principal (RPk ; RRPk) agencé pour réfléchir dans une direction de pointage d'une zone choisie les ondes réfléchies dans ladite direction choisie par ledit réseau réflecteur (RRi) placé dans ladite position choisie.
8. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RPk) présente une face de réflexion d'ondes (FR') sensiblement parabolique.
9. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce que l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RRPk) présente une face de réflexion d'ondes (FR') sensiblement plane sur laquelle est constitué un réseau réflecteur gravé comprenant au moins deux cellules déphaseuses (CD).
10. Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux réseaux principaux (RRPk) présentant une face de réflexion d'ondes (FR') sur laquelle est constitué un réseau réflecteur gravé, comprenant au moins deux cellules déphaseuses (CD), et propres à réfléchir dans des directions de pointage différentes (DPAk) les ondes pré-formées par ledit réseau réflecteur (RRi) placé dans ladite position choisie, et un autre dispositif de chargement (DC), couplé auxdits réflecteurs principaux (RRPk) et agencé pour placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport audit réseau réflecteur (RRi), de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur (RRi) dans sa direction de pointage.
11. Antenne selon l'une des revendications 1 à 10, caractérisée en ce que lesdites cellules déphaseuses (CD) de certains au moins desdits réseaux réflecteurs (RRi) sont de type passif.
12. Antenne selon la revendication 11, caractérisée en ce que chaque cellule déphaseuse passive (CD) comporte une structure résonante sensiblement planaire comprenant au moins un pavé supérieur (PS) placé sensiblement parallèlement à un plan de masse inférieur (PM 1), à une distance choisie, et comportant au moins une fente (FP), les dimensions du pavé (PS) et de la fente (FP) et ladite distance étant choisies de manière à imposer ledit déphasage choisi et ladite dispersion de phase en fréquence choisie aux ondes à réfléchir.
13. Antenne selon l'une des revendications 1 à 12, caractérisée en ce que lesdites cellules déphaseuses (CD) de certains au moins desdits réseaux réflecteurs
(RRi) sont de type actif.
14. Antenne selon la revendication 13, caractérisée en ce que chaque cellule déphaseuse active (CD) présente une longueur résonante caractéristique et comprend en au moins un endroit choisi un dispositif électromécanique micronique, de type MEMS, propre à être placé dans au moins deux états différents permettant et interdisant respectivement l'établissement d'un court- circuit destiné à faire varier ladite longueur résonante, de manière à faire varier le déphasage desdites ondes à réfléchir dans ladite direction choisie.
15. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux réflecteurs principaux (RPk), présentant des caractéristiques optiques différentes propres à réfléchir dans des directions de pointage différentes (DPAk) les ondes réfléchies dans ladite direction choisie par ledit réseau réflecteur (RRi) placé dans ladite position choisie, et un autre dispositif de chargement (DC), couplé auxdits réflecteurs principaux (RRk) et agencé pour placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport audit réseau réflecteur (RRi), placé dans ladite position choisie, de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur (RRi) dans sa direction de pointage.
16. Antenne selon l'une des revendications 10 et 15, caractérisée en ce que ledit autre dispositif de chargement (DC) comporte au moins un axe (X') sur lequel sont montés à rotation lesdits réflecteurs principaux (RPk ;RRPk) selon des positions angulaires différentes permettant de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale et agencé pour entraîner sélectivement en rotation autour dudit axe (X') l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) de manière à le placer dans ladite position choisie.
17. Antenne selon l'une des revendications 10 et 15, caractérisée en ce que ledit autre dispositif de chargement (DC) comporte au moins un logement dans lequel sont stockés lesdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) et des moyens de préhension et de déplacement propres à saisir sélectivement dans ledit logement l'un desdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) de manière à l'extraire dudit logement puis à le placer dans ladite position choisie.
18. Antenne réseau réflecteur (A), caractérisée en ce qu'elle comprend : une source (S) propre à délivrer des signaux sous forme d'ondes,
5 - un réseau réflecteur (RRi) comprenant au moins deux cellules déphaseuses
(CD) propres à imposer auxdites ondes délivrées par la source (S) un déphasage choisi et une dispersion de phase en fréquence choisie de manière à les réfléchir dans une direction choisie, et au moins un réflecteur dit principal (RPk ; RRPk) agencé pour réfléchir dans o une direction de pointage (DPAk) d'une zone choisie les ondes réfléchies dans ladite direction choisie par ledit réseau réflecteur (RRi).
19. Antenne selon la revendication 18, caractérisée en ce que ledit réseau réflecteur (RRi) présente une face de réflexion d'ondes (FR) sensiblement planaire. 5
20. Antenne selon la revendication 18, caractérisée en ce que ledit réseau réflecteur (RRi) présente une face de réflexion d'ondes (FR) sensiblement parabolique.
21. Antenne selon l'une des revendications 18 à 20, caractérisée en ce que l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RPk) présente une face de réflexion o d'ondes (FR') sensiblement parabolique.
22. Antenne selon l'une des revendications 18 à 20, caractérisée en ce que l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RRPk) présente une face de réflexion d'ondes (FR') sensiblement parabolique ou sensiblement plane sur laquelle est constitué un réseau réflecteur gravé comprenant au moins deux cellules 5 déphaseuses.
23. Antenne selon l'une des revendication 22, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux réseaux principaux (RRPk) présentant une face de réflexion d'ondes (FR') sur laquelle est constitué un réseau réflecteur gravé et propres à réfléchir dans des directions de pointage différentes (DPAk) les 0 ondes pré-formées par ledit réseau réflecteur (RRi), et un dispositif de chargement (DC), couplé auxdits réflecteurs principaux (RRPk) et agencé pour placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport audit réseau réflecteur (RRi), de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur (RRi) dans sa direction de pointage.
24. Antenne selon l'une des revendications 18 à 23, caractérisée en ce que certaines au moins desdites cellules déphaseuses (CD) sont de type passif.
25. Antenne selon la revendication 24, caractérisée en ce que chaque cellule 5 déphaseuse passive (CD) comporte une structure résonante sensiblement planaire comprenant au moins un pavé supérieur (PS) placé sensiblement parallèlement à un plan de masse inférieur (PM 1), à une distance choisie, et comportant au moins une fente (FP), les dimensions du pavé (PS) et de la fente (FP) et ladite distance étant choisies de manière à imposer ledit o déphasage choisi et ladite dispersion de phase en fréquence choisie aux ondes à réfléchir.
26. Antenne selon l'une des revendications 18 à 25, caractérisée en ce que certaines au moins desdites cellules déphaseuses (CD) sont de type actif.
27. Antenne selon la revendication 26, caractérisée en ce que chaque cellule 5 déphaseuse active (CD) présente une longueur résonante caractéristique et comprend en au moins un endroit choisi un dispositif électromécanique micronique, de type MEMS, propre à être placé dans au moins deux états différents permettant et interdisant respectivement l'établissement d'un court- circuit destiné à faire varier ladite longueur résonante, de manière à faire o varier le déphasage desdites ondes à réfléchir dans ladite direction choisie.
28. Antenne selon l'une des revendications 18 à 21 et 24 à 27, caractérisée en ce qu'elle comprend au moins deux réflecteurs principaux (RPk), présentant des caractéristiques optiques différentes propres à réfléchir dans des directions de pointage différentes (DPAk) les ondes réfléchies dans ladite direction choisie 5 par ledit réseau réflecteur (RRi), et un dispositif de chargement (DC), couplé auxdits réflecteurs principaux (RRk) et agencé pour placer l'un d'entre eux dans une position choisie par rapport audit réseau réflecteur (RRi), de manière à réfléchir les ondes réfléchies par ce réseau réflecteur (RRi) dans sa direction de pointage. 0 29. Antenne selon l'une des revendications 23 à 28, caractérisée en ce que ledit dispositif de chargement (DC) comporte au moins un axe (X') sur lequel sont montés à rotation lesdits réflecteurs principaux (RPk ;RRPk) selon des positions angulaires différentes permettant de les positionner sensiblement les uns au dessus des autres dans une position initiale et agencé pour entraîner sélectivement en rotation autour dudit axe (X') l'un au moins desdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) de manière à le placer dans ladite position choisie.
5 30. Antenne selon l'une des revendications 23 à 28, caractérisée en ce que ledit dispositif de chargement (DC) comporte au moins un logement dans lequel sont stockés lesdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) et des moyens de préhension et de déplacement propres à saisir sélectivement dans ledit logement l'un desdits réflecteurs principaux (RPk ; RRPk) de manière à î o l'extraire dudit logement puis à le placer dans ladite position choisie.
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