EP2047564A1 - Dispositif de transduction orthomode à compacité optimisée dans le plan de maille, pour une antenne - Google Patents

Dispositif de transduction orthomode à compacité optimisée dans le plan de maille, pour une antenne

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EP2047564A1
EP2047564A1 EP07788011A EP07788011A EP2047564A1 EP 2047564 A1 EP2047564 A1 EP 2047564A1 EP 07788011 A EP07788011 A EP 07788011A EP 07788011 A EP07788011 A EP 07788011A EP 2047564 A1 EP2047564 A1 EP 2047564A1
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EP
European Patent Office
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auxiliary
guide
parallel
main
axis
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EP07788011A
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Harry Chane-Kee-Sheung
Pierre Bosshard
Thierry Girard
Laurence Laval
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Thales SA
Original Assignee
Thales SA
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Publication date
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    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
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    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials

Definitions

  • the invention relates to the field of transmitting and / or receiving antennas, possibly of network type, and more particularly the orthomode transducing devices (or “transducers”) that equip such antennas.
  • antenna is understood to mean both a single elementary source of radiation coupled to an orthomode transducer device and a network antenna.
  • network antenna is understood to mean an antenna capable of operating in transmission and / or reception and comprising a network of elementary radiation sources and control means capable of controlling by means of active chain (s). the amplitude and / or the phase of the radiofrequency signals to be transmitted (or in the opposite direction, received from the space in the form of waves) by the elementary sources of radiation according to a chosen diagram. Consequently, it will be a question of so-called direct radiation network antennas (often designated by their acronym DRA), active or more rarely passive, than active or passive network type sources, placed in front of a reflector system ( s).
  • DRA direct radiation network antennas
  • orthomode transducer is understood herein to be what the person skilled in the art knows by the acronym OMT (for "OrthoMode Transducer”), that is to say a device intended to be connected to a source.
  • elementary radiation such as for example a horn, in order to supply it (in transmission) or to be supplied (in reception) selectively with either a first electromagnetic mode having a first polarization, or with a second electromagnetic mode having a second polarization orthogonal to the first.
  • the first and second polarizations are generally linear (horizontal (H) and vertical (V)).
  • orthomode transducer comprises for example:
  • a main (wave) waveguide adapted to propagation along a main (radioelectric) axis of first and second electromagnetic modes having first and second orthogonal polarizations between them
  • the first auxiliary guide is provided with a first end, coupled in series with the second end of the main guide via a serial coupling slot, and a second end coupled to a first mode adapted serial port, and
  • At least one second auxiliary guide adapted to the propagation of the second electromagnetic mode along a second (radioelectric) auxiliary axis, coupled to the main guide via at least one coupling slot in parallel and provided with a first end coupled to a parallel access adapted auo second mode.
  • the space available for implanting the radiating elements (or elementary sources of radiation) directly depends on the dimensions of the mesh (or elementary pattern) of the network, which are fixed by operational requirements (target frequency band, performance optimization, reduction of lobe losses (in the case of a DRA), sampling of the focal task (in the case of a reflector antenna (s) and network type source)).
  • This type of OMJ comprises a main waveguide, of the aforementioned type, with a square cross section and intended to be coupled, via a series coupling slot, to a first auxiliary guide in series (adapted to the propagation of the first electromagnetic mode), and a second auxiliary guide of rectangular transverse section, adapted to the propagation of the second electromagnetic mode, coupled to the main guide via a parallel coupling slot and provided with a first end intended to be coupled to a parallel access adapted to the second mode.
  • the parallel coupling slot is defined between a side wall of the main guide and a side wall of the second auxiliary guide (which extends to a height equal to that of the smaller side of its rectangular cross section), so that the second auxiliary guide extends in the plane of the meshes over a distance equal to that of the largest side of its rectangular transverse section.
  • LOMJ then has a footprint in the mesh plane typically of the order of 2 ⁇ , which is still too high.
  • the provision of access then makes the architecture of the complete antenna much more complex, and has the effect of increasing the mass and bulk balances. Since no known solution is entirely satisfactory, the purpose of the invention is therefore to improve the situation.
  • the first and second auxiliary guides are placed one above the other so that their first and second (radioelectric) auxiliary axes are parallel to the main (radio) axis of the main guide, and each coupling slot in parallel is defined between an upper wall of the main guide and a lower wall of the second auxiliary guide, and oriented relative to the main axis so as, on the one hand, to allow the coupling of the main guide with the second auxiliary guide for the transfer selectively the second mode from one to the other, and secondly, to constrain the first mode to propagate between the main guide and the first auxiliary guide.
  • the invention proposes to place the second auxiliary guide above the main guide (possibly with a slight lateral offset), and not next to it, then to define each coupling slot in parallel in a position parallel to or transverse to the main axis according to whether the first and second auxiliary guides have the same orientation or directions perpendicular to each other.
  • the device according to the invention may comprise other characteristics that can be taken separately or in combination, and in particular: its second auxiliary guide may for example comprise a second end opposite the first end and closed so as to define a short circuit ;
  • the first and second auxiliary guides and the serial and parallel accesses have rectangular transverse sections whose long sides are parallel to each other (which corresponds to a situation in which the first and second auxiliary guides have the same orientation ); > the zone of the lower wall of the second auxiliary guide is for example located near a side wall of the second auxiliary guide;
  • each parallel coupling slot has a rectangular shape, with a large side perpendicular to the main axis and a small side of much shorter length than the long side, and is defined in a centered or off-center position with respect to Main tax and second auxiliary axis.
  • the first auxiliary guide and the serial port have rectangular cross sections whose long sides are parallel to each other
  • the second auxiliary guide and the parallel access have rectangular cross sections whose long sides are parallel to each other. to each other and perpendicular to the long sides of the first auxiliary guide and the serial port (which corresponds to a situation in which the first and second auxiliary guides have different orientations);
  • it may comprise one, two, or even three (or even more), parallel coupling slots of rectangular shape, of identical or different chosen dimensions in order to modulate the energy fraction 0 coupled by each slot, and spaced apart. one of the other from a chosen distance.
  • the invention also provides an antenna equipped with an orthomode transducer device of the type shown above and coupled to a single elementary source of radiation.
  • the invention also proposes a network antenna equipped with a multiplicity of orthomode transducing devices of the type of the one presented above and respectively coupled to elementary sources of radiation arranged in a network having a chosen mesh, for example of the hexagonal type.
  • FIG. 1 schematically illustrates, in a perspective view, a first embodiment of an orthomode transducer device according to the invention
  • FIG. 2 very schematically illustrates, in a side view (YZ plane), the first exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 1,
  • FIG. 3 very schematically illustrates, in a view from above (XY plane), the first exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 1,
  • FIG. 4 very schematically illustrates, in a cross-sectional view in the XZ plane, the first exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 1,
  • FIG. 5 very schematically illustrates, in a perspective view, a second exemplary embodiment of an orthomode transducer device according to the invention
  • FIG. 6 very schematically illustrates, in a side view (FIG. YZ), the second exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 5,
  • FIG. 7 very schematically illustrates, in a view from above (XY plane), the second exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 5;
  • FIG. 8 very schematically illustrates, in a cross-sectional view in the XZ plane, the second exemplary embodiment of the orthomode transducer device illustrated in FIG. 5,
  • FIG. 9 very schematically illustrates an arrangement of orthomode transduction devices of the type illustrated in FIGS. 1 to 4, at the nodes of a mesh (here hexagonal by way of example), of a network of a network antenna, and
  • FIG. 10 very schematically illustrates an arrangement of orthomode transduction devices of the type illustrated in FIGS. 5 to 8, at the nodes of a cell (here hexagonal by way of example), of a network of FIG. a network antenna.
  • the object of the invention is to enable orthomode transduction devices with optimized compactness to be produced, preferably without a decoupling blade (or septum), for a transmitting and / or receiving antenna (possibly of network type).
  • Pantenne is a network antenna of the type called direct radiation (or DRA), and for example active. It therefore comprises a network of elementary sources of radiation, such as, for example, cornets, each coupled to an orthomode transducer D, according to the invention, and control means capable of controlling by means of active chain (s) ( s) the amplitude and / or phase of the radio frequency signals to be transmitted (or in the opposite direction, which are received from the space in the form of waves) by the elementary sources of radiation according to a chosen diagram. But, the invention is not limited to this type of antenna.
  • DRA direct radiation
  • a reflector system such as for example antennas of the FAFR type, active or passive, reconfigurable or no, and secondly, a single elemental source of radiation coupled to a device according to the invention.
  • the network antenna is embedded in a Ka-band multimedia telecommunications satellite (18.2 GHz at 20.2 GHz in transmit or 27.5 GHz at 30 GHz in reception), or in Ku band (10.7 GHz at 12.75 GHz in transmission or 13.75 GHz at 14.5 GHz in reception).
  • the proposed device remains applicable to any other frequency band.
  • the two radiated polarizations can be in the same frequency band, or in different frequency bands.
  • FIGS. 1 to 4 describe a first exemplary embodiment of an orthomode transducer device D according to the invention.
  • an orthomode transducer D comprises at least one main waveguide (or main body) GP, coupled with a circular access AC, a first auxiliary waveguide GA1, coupled in series with the main waveguide GP and with a serial access AS (shown in FIG. 4), and a second auxiliary waveguide GA2, coupled in parallel with the mainguide GP and AP parallel access (shown in Figure 4).
  • the main guide GP is a parallelepiped whose cross section (in the XZ plane) is for example rectangular or square. But it is also possible that the main guide GP is circular in shape, although this solution is not that currently preferred. It extends in a longitudinal direction (Y) which also defines the main radio axis of the device D.
  • first and second electromagnetic modes are respectively having first P1 and second P2 polarizations which are orthogonal to each other.
  • the first and second electromagnetic modes are respectively TE 10 (fundamental mode) and TE01.
  • the first P1 and second P2 polarizations are of linear type, P1 being for example vertical (V) and horizontal P2 (H), or the reverse.
  • P1 being for example vertical (V) and horizontal P2 (H), or the reverse.
  • the invention also makes it possible to carry out circular polarizations by adding appropriate components in order to obtain the necessary electrical phase conditions (for example, by adding hybrid couplers on the two rectangular access guides, or well a polarizer on the circular main guide).
  • the main guide GP comprises two "lateral" walls PL (in the YZ plane), a “lower” wall (in the XY plane) and an “upper” wall PS (in the XY plane).
  • the concepts "lateral”, “lower” and “upper” must be understood here with reference to the figures, an upper wall PS of a guide being therefore placed above a lower wall of the same guide and perpendicular to two walls.
  • Lateral PL of said guide are only used to facilitate the description and do not concern the final orientation of the walls of a main guide GP or auxiliary GA1 or GA2 once the device D integrated in an antenna (here network type for example).
  • These side walls PL, lower and upper PS internally delimit a main cavity provided with first and second ends.
  • the first end is coupled to the circular access AC which is adapted to the first and second modes (presenting respectively the first P1 and second P2 polarizations) and which is intended to be connected to an elementary source of radiation.
  • a so-called “serial” coupling slot FSP is defined at the second end. It is preferably of rather rectangular shape, its long side being for example parallel to the Z axis.
  • the upper wall PS, of the main guide GP comprises at least one aperture of chosen shape forming part of a so-called coupling slot. "Parallel" FPL or FPT.
  • the first auxiliary (wave) waveguide GA1 has a parallelepipedal shape of transverse section (in the XZ plane) of rectangular shape, for example (but other shapes may be envisaged, and in particular circular or elliptical). It extends in a longitudinal direction (Y) which also defines its (first) auxiliary radio axis. It thus extends, so to speak, the main guide GP along the Y axis. Its dimensions are chosen so as to allow propagation along the first (radioelectric) auxiliary axis of radiofrequency signals.
  • the first auxiliary guide GA1 comprises two "lateral" walls (in the YZ plane), a “lower” wall (in the XY plane) and an “upper” wall (in the XY plane). These lower and upper side walls internally delimit a first auxiliary cavity provided with first and second ends.
  • the first end is serially coupled to the second end of the main guide GP via the FSP series coupling slot.
  • the second end is coupled to the AS serial access which is adapted to the first mode having the first polarization P1 and is defined in the XZ plane.
  • the AS serial access has a rectangular shape.
  • the AS serial access has a large GC1 side parallel to the X axis and a small PC1 side. parallel to the Z axis.
  • the first auxiliary guide GA1 may not be a pure parallelepiped. It can, as illustrated, be partly composed of at least two parts of parallelepipedal shape of sections (in the plane perpendicular to the Y direction) and of selected lengths (in the Y direction), so as to achieve a change transverse dimensions of the guide (step transformer for impedance matching) in order to optimize electrical performance.
  • the second auxiliary (wave) waveguide GA2 has a parallelepipedal shape of transverse section (in the XZ plane) of rectangular shape, for example. It extends in a longitudinal direction (Y) which also defines its (second) auxiliary radio axis. Its dimensions are chosen so as to allow propagation along the second (radio) auxiliary axis of radiofrequency (RF) signals according to the second electromagnetic mode having the second polarization P2.
  • the second auxiliary guide GA2 comprises two "lateral" walls (in the YZ plane), a “lower” wall Pl (in the XY plane) and an “upper” wall (in the XY plane). These side walls, lower and upper Pl delimit internally a second auxiliary cavity provided with first and second ends.
  • the first end is coupled to the parallel access AP which is adapted to the second mode having the second polarization P2 and is defined in the XZ plane.
  • the second end is preferably terminated by a terminal wall PT (in the XZ plane) so as to define in the second auxiliary cavity an electrical short circuit.
  • the lower wall P1, of the second auxiliary guide GA2 comprises at least one opening of the same shape chosen as that defined in the upper wall PS of the main guide GP and constituting a complementary part of a parallel coupling slot FPL or FPT.
  • the parallel access AP has a rectangular shape.
  • the parallel access AP has a large side GC2 parallel to the axis X and a small side PC2 parallel to the axis Z.
  • the second auxiliary guide GA2 may not be a pure parallelepiped. It can, as illustrated, consist of at least two parts of parallelepipedal shape, but having different dimensions (sections in the plane perpendicular to the Y direction, and lengths in the Y direction), in order to achieve a transformer with steps to optimize electrical performance.
  • the main guide GP may not be a pure parallelepiped. It may consist of at least two different parts, one of parallelepiped shape, and the other of circular cylindrical shape, for impedance matching.
  • the first GA1 and second GA2 auxiliary guides are placed one above the other so that their first and second auxiliary radio axes are parallel to the main radio axis of the main guide GP.
  • the second auxiliary guide GA2 is therefore also at least partly placed above the upper wall PS of the main guide GP.
  • main guide GP and its circular access AC
  • first GA1 and second GA2 auxiliary guides and their serial access AS and parallel AP
  • main guide GP and its circular access AC
  • first GA1 and second GA2 auxiliary guides and their serial access AS and parallel AP
  • main guide GP and the first GA1 and second GA2 auxiliary guides can be made in two or three parts assembled to each other. But, it is also possible that they constitute a one-piece assembly according to the manufacturing method used. In this case, it is clear that the upper walls of the main guide GP and the first auxiliary guide GA1 coincide with the lower wall P1 of the second auxiliary guide GA2, although they contribute to defining part of the main and auxiliary cavities.
  • each FPL or FPT parallel coupling slot is defined between the upper wall PS of the main guide GP and the lower wall P1 of the second auxiliary guide GA2.
  • a parallel coupling slot FPL or FPT may consist only of the two apertures that correspond in the upper wall PS of the main guide GP and in the lower wall P1 of the second auxiliary guide GA2.
  • a parallel coupling slot FPL or FPT may also be constituted by two corresponding openings and a connecting element providing the guiding function between these two openings (this solution is currently not the preferred because we try to (imitate as much as possible the thickness (or length) of the connecting element).
  • Each FPL or FPT parallel coupling slot is oriented in a chosen manner with respect to the main radiofrequency axis for two reasons.
  • the orientation must first allow coupling of the main cavity (defined by the main guide GP) with the second auxiliary cavity (defined by the second auxiliary guide GA2) so that the second mode (having the second polarization P2) is selectively transferred either from the main guide GP to the second auxiliary guide GA2 in reception (Rx), or from the second auxiliary guide GA2 to the main guide GP in transmission (Tx).
  • the orientation must constrain the first mode (having the first polarization P1) to propagate either from the main guide GP to the first auxiliary guide GA1 in reception (Rx), or from the first auxiliary guide GA1 to the main guide GP in transmission (Tx).
  • the coupling of the second mode is imposed either by the length of the parallel coupling slot FPL and by its lateral offset (in the X direction) with respect to the second auxiliary radiofrequency axis of the second auxiliary guide GA2, in the case of a slot longitudinal rectangle whose long side is parallel to the Y direction, either by the length (s) and / or the number of FPT parallel coupling slots and / or the interfering distance and / or the center position of each slot parallel coupling FPT with respect to the second auxiliary RF axis, in the case of a transverse rectangular slot whose long side is parallel to the X direction.
  • the distance between the short-circuit, placed on the end wall PT of the second auxiliary guide GA2, and the closest FPL or FPT coupling slot may also be part of the adjustment parameters.
  • the use of several FPT parallel coupling slots makes it possible to distribute the power between them.
  • each FPL or FPT parallel coupling slot makes it possible to minimize the excitation of the first polarization P1, or in other words to set the rejection level of the first polarization P1. This avoids the use of decoupling blades (or septum), although this is also possible here.
  • a width of between approximately ⁇ / 10 and ⁇ / 20 is chosen, where ⁇ is the operating wavelength of the device D.
  • each FPL or FPT parallel coupling slot is chosen to optimize the coupling with the current lines which correspond to the second mode and which are produced on the top wall.
  • each FPL or FPT parallel coupling slot depends on the compactness sought for the device D in the X direction. Two classes of embodiment can be envisaged.
  • the first class includes the embodiments in which each FPL parallel coupling slot is rectangular "longitudinal" (long side (or length) parallel to the Y direction) and placed above and parallel to the main axis of the main guide GP and at the same time shifted laterally (in the X direction) relative to the second auxiliary radiofrequency axis of the second auxiliary guide GA2.
  • each FPT parallel coupling slot is rectangular "transverse" (large side (or length) parallel to the X direction) and centered (but can also be shifted (or decentered)) by relative to the main axis of the main guide GP and the second auxiliary axis of the second auxiliary guide GA2 (the main axis and the second auxiliary axis are then placed one above the other).
  • the term "centered position" is understood here to mean the fact of having the same transversal extension on both sides of the second auxiliary axis.
  • the positioning of the FPT parallel coupling slots relative to the second auxiliary RF axis makes it possible to define at least partially the power they transmit.
  • the first class corresponds to the first exemplary embodiment which is illustrated in FIGS. 1 to 4.
  • a single parallel and parallel FPL parallel coupling slot has been shown, but we can consider using several (at least two) put one after the other and having the same orientation along the Y axis. In this case, the lengths of the slots are not necessarily identical.
  • the longitudinal slot FPL opens into a zone of the lower wall P1 of the second auxiliary guide GA2 which is situated close to the lateral wall of the latter. Therefore the coupling is optimal.
  • the transverse bulk (in the X direction) of the device D is at most equal to the sum of the width GC 1 of the main guide GP and half the width GC 2 of the second auxiliary guide GA 2, ie GC 1 + GC2 / 2.
  • the first GA1 and 0 second GA2 auxiliary guides and the AS and parallel AP series accesses have rectangular cross sections, the large ones of which The sides are all parallel to the X direction. Consequently, the first GA1 and second GA2 auxiliary guides and the AS and parallel AP serial accesses all have the same "transverse" orientation (long sides GC1, GC2 along the X direction).
  • the second class corresponds to the second exemplary embodiment which is illustrated in FIGS. 5 to 8.
  • three FPT parallel coupling slots of identical and transverse rectangular shapes have been represented, but it is possible to envisage use one o or two or even more than three in parallel.
  • each transverse slot FPT The greater the number of transverse slots FPT and the greater the length (in the X direction) of each transverse slot FPT, the more the coupling of the current lines of the second mode will have. tend to be effective.
  • the three transverse slots FPT are of the same length and equidistant in pairs. But, this is not an obligation (the inter-slot distance can indeed vary). It will be noted that the lengths of the slots may also be adjustment parameters.
  • the second auxiliary guide GA2 is thus integrally or almost completely placed above the main guide GP and the first auxiliary guide GA1. Therefore, the transverse bulk (in the X direction) of the device D is equal to that of the auxiliary or main guide which has the largest transverse extension. At least the transverse bulk of the device D is therefore the lowest for the second class of embodiment.
  • the first auxiliary guide GA1 and its AS serial access have rectangular transverse sections whose long sides GC 1 are parallel to the direction Z, while the second auxiliary guide GA2 and its parallel access AP have rectangular cross sections whose long sides GC2 are parallel to the direction X. Therefore the first GA1 and second GA2 auxiliary guides have different orientations, as the AS serial and AP parallel access.
  • FIG. 9 schematically shows seven orthomode transducing devices Di 1 to Di 7 belonging to the first class and positioned at the nodes of an example of a hexagonal mesh (or elementary pattern) Mi of a network of an antenna network.
  • FIG. 10 diagrammatically shows seven orthomode transducing devices Di1 to Di7 belonging to the second class and positioned at the nodes of an example of a hexagonal (e) Mi mesh (or elementary pattern) of a network. a network antenna.
  • the orthomode transducer devices D according to the invention can be arranged differently relative to each other so as to constitute other types of mesh (or elementary pattern) Mi of a network of a network antenna, for example triangular, rectangular, or any (that is to say a pattern not necessarily periodic).
  • the main guide GP is coupled in series to an auxiliary guide s in series GA1 and in parallel to a parallel auxiliary guide G ⁇ 2.
  • the main guide GP may be coupled in series to a series auxiliary guide GA1 and in parallel with one, two, three or four auxiliary guides in parallel GA2.
  • the parallel auxiliary guides GA2 are coupled to the main guide GP at its different side walls lo (parallel to the XY and YZ planes). This may allow the device D to operate in a number of frequency bands between 1 and 5.
  • these different auxiliary guides in parallel GA2 do not necessarily have their coupling slots all located at the same side along the axis Y.
  • the transverse section of the cavity of the main guide GP i5 can also vary along the Y axis to take into account the different positions of said coupling slots.
  • the device according to the invention can also be used when the constraint of congestion is not the major constraint, as is the case for example in single or isolated sources requiring a

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Input Circuits Of Receivers And Coupling Of Receivers And Audio Equipment (AREA)
  • Road Signs Or Road Markings (AREA)
  • Details Of Aerials (AREA)

Description

DISPOSITIF DE TRANSDUCT1ON ORTHOMODE À COMPACITÉ OPTIMISÉE DANS LE PLAN DE MAILLE, POUR UNE ANTENNE
L'invention concerne Ie domaine des antennes d'émission et/ou réception, éventuellement de type réseau, et plus particulièrement les dispositifs de transduction (ou « transducteurs ») orthomode qui équipent de telles antennes.
On entend ici par « antenne » aussi bien une unique source élémentaire de rayonnement couplée à un dispositif de transduction orthomode qu'une antenne réseau.
Par ailleurs, on entend ici par « antenne réseau » une antenne pouvant fonctionner en émission et/ou en réception et comprenant un réseau de sources élémentaires de rayonnement et des moyens de contrôle propres à contrôler au moyen de chaîne(s) active(s) l'amplitude et/ou la phase des signaux radiofréquences à transmettre (ou en sens inverse, reçus de l'espace sous forme d'ondes) par les sources élémentaires de rayonnement selon un diagramme choisi. Par conséquent, il s'agira aussi bien des antennes réseau dites à rayonnement direct (souvent désignées par leur acronyme anglais DRA), actives ou plus rarement passives, que des sources de type réseau, actives ou passives, placées devant un système de réflecteur(s).
Par ailleurs, on entend ici par « transducteur orthomode » ce que l'homme de l'art connaît sous l'acronyme OMT (pour « OrthoMode Transducer »), c'est-à-dire un dispositif destiné à être connecté à une source élémentaire de rayonnement, comme par exemple un cornet, afin de l'alimenter (en transmission) ou d'être alimenté (en réception) sélectivement soit avec un premier mode électromagnétique présentant une première polarisation, soit avec un second mode électromagnétique présentant une seconde polarisation orthogonale à la première. Les première et seconde polarisations sont généralement linéaires (horizontale (H) et verticale (V)).
Mais, la polarisation circulaire est également réalisable moyennant l'ajout de composants supplémentaires en vue de créer les états de phases adéquats. Un tel transducteur orthomode comprend par exemple :
- un guide (d'onde) principal adapté à Ia propagation suivant un axe (radioélectrique) principal de premier et second modes électromagnétiques présentant des première et seconde polarisations orthogonales entre elles
5 et muni d'une première extrémité (couplée à un accès circulaire adapté aux premier et second modes et destiné à être raccordé à une source élémentaire de rayonnement) et d'une seconde extrémité,
- un premier guide (d'onde) auxiliaire adapté à la propagation du premier mode électromagnétique suivant un premier axe (radioélectrique) auxiliaire.o Le premier axe radioélectrique est colinéaire à l'axe radioélectrique du guide principal, mais n'est pas nécessairement confondu avec lui. Le premier guide auxiliaire est muni d'une première extrémité, couplée en série à la seconde extrémité du guide principal via une fente de couplage en série, et d'une seconde extrémité couplée à un accès série adapté au5 premier mode, et
- au moins un second guide auxiliaire adapté à la propagation du second mode électromagnétique suivant un second axe (radioélectrique) auxiliaire, couplé au guide principal via au moins une fente de couplage en parallèle et muni d'une première extrémité couplée à un accès parallèle adapté auo second mode.
Comme Ie sait l'homme de l'art, dans une antenne réseau l'espace disponible pour implanter les éléments rayonnants (ou sources élémentaires de rayonnement) dépend directement des dimensions de la maille (ou du motif élémentaire) du réseau, lesquelles sont fixées par les besoins5 opérationnels (bande de fréquence visée, optimisation des performances, réduction des pertes par lobes de réseau (dans le cas d'un DRA), échantillonnage de la tâche focale (dans le cas d'une antenne à réflecteur(s) et source de type réseau)).
Dans les applications de bipolarisation ici visées, et en particuliero lorsque la bipolarisation est linéaire, il est nécessaire de placer le transducteur orthomode (OMT) juste derrière la source élémentaire de rayonnement correspondante. Or, lorsque les OMTs sont réalisés en technologie guide d'onde, leurs dimensions dans le plan des mailles (perpendiculaire à l'axe principal) deviennent rapidement supérieures à celles des mailles (typiquement supérieures ou égales à 1 ,2λ, où λ est la longueur d'onde de fonctionnement dans le vide). En effet, dans les OMTs les plus utilisés, au moins un second guide auxiliaire est raccordé au guide principal (ou corps de POMT) par un coude, si bien que leurs dimensions dans le plan des mailles sont typiquement de l'ordre de 3λ. Dans ce cas, il y a incompatibilité entre tes dimensions des OMTs et celles des mailles.
Il a été proposé, dans le document de W. Steffe « A novel compact OMJ for Ku band intelsat applications », IEEE Antennas and Propagation Society International Symposium, june 1995, AP-S. Digest, volume 1 , de réaliser des jonctions orthomodes (ou OMJs pour « OrthoMode Junctions ») à compacité réduite. Ce type d'OMJ comprend un guide (d'onde) principal, du type précité, de section transverse carrée et destiné à être couplé, via une fente de couplage en série, à un premier guide auxiliaire en série (adapté à la propagation du premier mode électromagnétique), et un second guide auxiliaire de section transverse rectangulaire, adapté à la propagation du second mode électromagnétique, couplé au guide principal via une fente de couplage en parallèle et muni d'une première extrémité destinée à être couplée à un accès parallèle adapté au second mode. La fente de couplage en parallèle est définie entre une paroi latérale du guide principal et une paroi latérale du second guide auxiliaire (qui s'étend sur une hauteur égale à celle du plus petit côté de sa section transverse rectangulaire), si bien que le second guide auxiliaire s'étend dans le plan des mailles sur une distance égale à celle du plus grand côté de sa section transverse rectangulaire. LOMJ présente alors un encombrement dans le plan des mailles typiquement de l'ordre de 2λ, ce qui s'avère encore trop élevé. De plus, la disposition des accès rend alors beaucoup plus complexe l'architecture de l'antenne complète, et a pour effet d'augmenter les bilans de masse et d'encombrement. Aucune solution connue n'apportant une entière satisfaction, l'invention a donc pour but d'améliorer la situation.
Elle propose à cet effet un dispositif de transduction orthomode pour une antenne (éventuellement de type réseau), du type de celui présenté au début de Ia partie d'introduction, et dans lequel :
- les premier et second guides auxiliaires sont placés l'un au dessus de l'autre afin que leurs premier et second axes (radioélectriques) auxiliaires soient parallèles à l'axe (radioélectrique) principal du guide principal, et - chaque fente de couplage en parallèle est définie entre une paroi supérieure du guide principal et une paroi inférieure du second guide auxiliaire, et orientée par rapport à l'axe principal afin, d'une part, de permettre le couplage du guide principal avec le second guide auxiliaire pour le transfert sélectif du second mode de l'un vers l'autre, et d'autre part, de contraindre le premier mode à se propager entre le guide principal et le premier guide auxiliaire.
En d'autres termes, l'invention propose de placer le second guide auxiliaire au-dessus du guide principal (éventuellement avec un léger décalage latéral), et non à côté de celui-ci, puis de définir chaque fente de couplage en parallèle dans une position parallèle ou transversale par rapport à l'axe principal selon que les premier et second guides auxiliaires présentent une même orientation ou des orientations perpendiculaires entre elles.
Le dispositif selon l'invention peut comporter d'autres caractéristiques qui peuvent être prises séparément ou en combinaison, et notamment : - son second guide auxiliaire peut par exemple comprendre une deuxième extrémité opposée à la première et fermée de manière à définir un court- circuit ;
- dans un premier mode de réalisation, il peut comprendre une fente de couplage en parallèle de forme rectangulaire, présentant un grand côté parallèle à l'axe principal et un petit côté de longueur très inférieure à ce grand côté, et définie, d'une part, sensiblement au centre de la paroi supérieure du guide principal, et d'autre part, dans une zone de la paroi inférieure du second guide auxiliaire qui est décalée latéralement par rapport au second axe auxiliaire. Dans ce cas, les premier et second guides auxiliaires et les accès série et parallèle présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont parallèles les uns aux autres (ce qui correspond à une situation dans laquelle les premier et second guides auxiliaires présentent une même orientation) ; > la zone de la paroi inférieure du second guide auxiliaire est par exemple située à proximité d'une paroi latérale de ce second guide auxiliaire ;
- dans un second mode de réalisation, l'axe principal et le second axe auxiliaire peuvent être superposés sensiblement l'un au dessus de l'autre. s Dans ce cas, chaque fente de couplage en parallèle présente une forme rectangulaire, avec un grand côté perpendiculaire à l'axe principal et un petit côté de longueur très inférieure au grand côté, et est définie dans une position centrée ou décentrée par rapport à Taxe principal et au second axe auxiliaire. En outre, le premier guide auxiliaire et l'accès série présentento des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont parallèles les uns aux autres, et le second guide auxiliaire et l'accès parallèle présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont parallèles les uns aux autres et perpendiculaires aux grands côtés du premier guide auxiliaire et de l'accès série (ce qui5 correspond à une situation dans laquelle les premier et second guides auxiliaires présentent des orientations différentes) ;
> il peut comprendre une, deux, voire trois (voire même plus), fentes de couplage en parallèle de forme rectangulaire, de dimensions choisies identiques ou bien différentes en vue de moduler la fraction d'énergie 0 couplée par chaque fente, et espacées l'une de l'autre d'une distance choisie.
L'invention propose également une antenne équipée d'un dispositif de transduction orthomode du type de celui présenté ci-avant et couplé à une unique source élémentaire de rayonnement. 5 L'invention propose également une antenne réseau équipée d'une multiplicité de dispositifs de transduction orthomode du type de celui présenté ci-avant et couplés respectivement à des sources élémentaires de rayonnement agencées en un réseau présentant une maille choisie, par exemple de type hexagonale. c 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 très schématique, dans une vue en perspective, un premier exemple de réalisation d'un dispositif de transduction orthomode selon l'invention,
- Ia figure 2 illustre de façon très schématique, dans une vue de côté (plan YZ), le premier exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur la figure 1 ,
- la figure 3 illustre de façon très schématique, dans une vue du dessus (plan XY), le premier exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur Ia figure 1 ,
- la figure 4 illustre de façon très schématique, dans une vue en coupe transversale dans le plan XZ, le premier exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur la figure 1 ,
- la figure 5 illustre de façon très schématique, dans une vue en perspective, un second exemple de réalisation d'un dispositif de transduction orthomode selon l'invention, - la figure 6 illustre de façon très schématique, dans une vue de côté (plan YZ), le second exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur la figure 5,
- la figure 7 illustre de façon très schématique, dans une vue du dessus (plan XY), le second exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur la figure 5,
- la figure 8 illustre de façon très schématique, dans une vue en coupe transversale dans le plan XZ, le second exemple de réalisation du dispositif de transduction orthomode illustré sur la figure 5,
- la figure 9 illustre de façon très schématique un agencement de dispositifs de transduction orthomode du type de celui illustré sur les figures 1 à 4, aux noeuds d'une maille (ici hexagonale à titre d'exemple), d'un réseau d'une antenne réseau, et
- Ia figure 10 illustre de façon très schématique un agencement de dispositifs de transduction orthomode du type de celui illustré sur les figures 5 à 8, aux nœuds d'une maille (ici hexagonale à titre d'exemple), d'un réseau d'une antenne réseau.
Les dessins annexés pourront non seulement servir à compléter l'invention, mais aussi contribuer à sa définition, le cas échéant.
L'invention a pour objet de permettre Ia réalisation de dispositifs de transduction orthomode à compacité optimisée, de préférence sans lame de découplage (ou septum), pour une antenne d'émission et/ou réception (éventuellement de type réseau).
Dans ce qui suit, on considère à titre d'exemple non limitatif que Pantenne est une antenne réseau du type dit à rayonnement direct (ou DRA), et par exemple active. Elle comprend par conséquent un réseau de sources élémentaires de rayonnement, comme par exemple des cornets, couplés chacun à un dispositif de transduction orthomode D, selon l'invention, et des moyens de contrôle propres à contrôler au moyen de chaîne(s) active(s) l'amplitude et/ou la phase des signaux radiofréquences qui doivent être transmis (ou en sens inverse, qui sont reçus de l'espace sous forme d'ondes) par les sources élémentaires de rayonnement selon un diagramme choisi. Mais, l'invention n'est pas limitée à ce type d'antenne. Elle concerne en effet, d'une part, tout type d'antenne réseau DRA ou autres, et notamment les sources réseaux placées devant un système de réflecteur(s), comme par exemple les antennes de type FAFR, actives ou passives, reconfigurables ou non, et d'autre part, une unique source élémentaire de rayonnement couplée à un dispositif selon l'invention.
Par exemple, l'antenne réseau est embarquée sur un satellite de télécommunications multimédia en bande Ka (18,2 GHz à 20,2 GHz en émission ou 27,5 GHz à 30 GHz en réception), ou en bande Ku (10,7 GHz à 12,75 GHz en émission ou 13,75 GHz à 14,5 GHz en réception). Néanmoins, le dispositif proposé reste applicable à n'importe quelle autre bande de fréquence. Par ailleurs, les deux polarisations rayonnées peuvent être dans la même bande de fréquences, ou dans des bandes de fréquences différentes.
On se réfère tout d'abord aux figures 1 à 4 pour décrire un premier exemple de réalisation d'un dispositif de transduction orthomode D selon l'invention.
Comme cela est schématiquement illustré sur la figure 1 , un dispositif de transduction orthomode D, selon l'invention, comprend au moins un guide d'onde principal (ou corps principal) GP, couplé à un accès circulaire AC, un premier guide d'onde auxiliaire GA1 , couplé en série au guide (d'onde) principal GP et à un accès série AS (matérialisé sur Ia figure 4), et un second guide d'onde auxiliaire GA2, couplé en parallèle au guide principal GP et à un accès parallèle AP (matérialisé sur la figure 4). Le guide principal GP est un parallélépipède dont la section transverse (dans le plan XZ) est par exemple de forme rectangulaire ou carré. Mais il est aussi possible que le guide principal GP soit de forme circulaire, bien que cette solution ne soit pas celle actuellement préférée. Il s'étend suivant une direction longitudinale (Y) qui définit également l'axe radioélectrique principal du dispositif D. Ses dimensions sont choisies de manière à permettre la propagation suivant l'axe (radioélectrique) principal Y de signaux radiofréquence (RF) selon des premier et second modes électromagnétiques présentant respectivement des première P1 et seconde P2 polarisations qui sont orthogonales entre elles. Par exemple, les premier et second modes électromagnétiques sont respectivement TE 10 (mode fondamental) et TE01.
Par exemple, les première P1 et seconde P2 polarisations sont de type linéaire, P1 étant par exemple verticale (V) et P2 horizontale (H), ou l'inverse. Mais, on notera que l'invention permet également de réaliser des polarisations circulaires en rajoutant des composants appropriés en vue d'obtenir les conditions de phase électriques nécessaires (par exemple, en rajoutant des coupleurs hybrides sur les deux guides d'accès rectangulaires, ou bien un polariseur sur le guide principal circulaire).
Le guide principal GP comprend deux parois « latérales » PL (dans le plan YZ), une paroi « inférieure » (dans le plan XY) et une paroi « supérieure » PS (dans le plan XY). Les notions « latérale », « inférieure » et « supérieure » doivent être ici comprises en référence aux figures, une paroi supérieure PS d'un guide étant par conséquent placée au dessus d'une paroi inférieure de ce même guide et perpendiculaire à deux parois latérales PL dudit guide. Bien entendu, ces notions ne sont utilisées que pour faciliter la description et ne concernent pas l'orientation finale des parois d'un guide principal GP ou auxiliaire GA1 ou GA2 une fois le dispositif D intégré dans une antenne (ici de type réseau à titre d'exemple). Ces parois latérales PL, inférieure et supérieure PS délimitent intérieurement une cavité principale munie de première et seconde extrémités. La première extrémité est couplée à l'accès circulaire AC qui est adapté aux premier et second modes (présentant respectivement les première P1 et seconde P2 polarisations) et qui est destiné à être raccordé à une source élémentaire de rayonnement. Une fente de couplage dite « en série » FSP est définie au niveau de la seconde extrémité. Elle est de préférence de forme plutôt rectangulaire, son grand côté étant par exemple parallèle à l'axe Z. La paroi supérieure PS, du guide principal GP, comprend au moins une ouverture de forme choisie constituant une partie d'une fente de couplage dite « en parallèle » FPL ou FPT.
Le premier guide (d'onde) auxiliaire GA1 présente une forme générale parallélépipédique de section transverse (dans le plan XZ) de forme rectangulaire, par exemple (mais d'autres formes peuvent être envisagées, et notamment circulaire ou elliptique). Il s'étend suivant une direction longitudinale (Y) qui définit également son (premier) axe radioélectrique auxiliaire. Il prolonge donc, en quelque sorte, le guide principal GP suivant l'axe Y. Ses dimensions sont choisies de manière à permettre la propagation suivant le premier axe (radioélectrique) auxiliaire de signaux radiofréquence
(RF) selon le premier mode électromagnétique présentant la première polarisation P1.
Le premier guide auxiliaire GA1 comprend deux parois « latérales » (dans le plan YZ), une paroi « inférieure » (dans le plan XY) et une paroi « supérieure » (dans le plan XY). Ces parois latérales, inférieure et supérieure délimitent intérieurement une première cavité auxiliaire munie de première et seconde extrémités. La première extrémité est couplée en série à la seconde extrémité du guide principal GP via la fente de couplage en série FSP. La seconde extrémité est couplée à l'accès série AS qui est adapté au premier mode présentant la première polarisation P1 et est défini dans le plan XZ.
Par exemple, l'accès série AS présente une forme rectangulaire. Dans le premier exemple de réalisation illustré sur !es figures 1 à 4, l'accès série AS présente un grand côté GC1 parallèle à l'axe X et un petit côté PC1 parallèle à l'axe Z.
On notera que le premier guide auxiliaire GA1 peut ne pas être un pure parallélépipède. Il peut, comme cela est illustré, être en partie constitué d'au moins deux parties de forme parallélépipédique de sections (dans le plan perpendiculaire à la direction Y) et de longueurs choisies (suivant la direction Y), de manière à réaliser un changement des dimensions transverses du guide (transformateur à marches pour adaptation d'impédance) en vue d'optimiser les performances électriques.
Le second guide (d'onde) auxiliaire GA2 présente une forme générale parallélépipédique de section transverse (dans le plan XZ) de forme rectangulaire, par exemple. Il s'étend suivant une direction longitudinale (Y) qui définit également son (second) axe radioélectrique auxiliaire. Ses dimensions sont choisies de manière à permettre la propagation suivant le second axe (radioélectrique) auxiliaire de signaux radiofréquence (RF) selon le second mode électromagnétique présentant la seconde polarisation P2.
Le second guide auxiliaire GA2 comprend deux parois « latérales » (dans le plan YZ), une paroi « inférieure » Pl (dans le plan XY) et une paroi « supérieure » (dans le plan XY). Ces parois latérales, inférieure Pl et supérieure délimitent intérieurement une seconde cavité auxiliaire munie de première et seconde extrémités. La première extrémité est couplée à l'accès parallèle AP qui est adapté au second mode présentant la seconde polarisation P2 et est défini dans le plan XZ. La seconde extrémité est préférentiellement terminée par une paroi terminale PT (dans le plan XZ) de manière à définir dans la seconde cavité auxiliaire un court-circuit électrique. La paroi inférieure Pl, du second guide auxiliaire GA2, comprend au moins une ouverture de même forme choisie que celle définie dans la paroi supérieure PS du guide principal GP et constituant une partie complémentaire d'une fente de couplage en parallèle FPL ou FPT.
Par exemple, l'accès parallèle AP présente une forme rectangulaire. Dans le premier exemple de réalisation illustré sur les figures 1 à 4, l'accès parallèle AP présente un grand côté GC2 parallèle à l'axe X et un petit côté PC2 parallèle à l'axe Z.
D'une manière similaire au premier guide auxiliaire GA1 , on notera que le second guide auxiliaire GA2 peut ne pas être un pur parallélépipède. Il peut, comme cela est illustré, être constitué d'au moins deux parties de forme parallélépipédique, mais présentant des dimensions différentes (sections dans le plan perpendiculaire à la direction Y, et longueurs suivant la direction 5 Y), afin de réaliser un transformateur à marches ayant pour but d'optimiser les performances électriques.
D'une manière également similaire au premier guide auxiliaire GA1 , on notera que le guide principal GP peut ne pas être un pur parallélépipède. Il peut être constitué d'au moins deux parties différentes, l'une de formeo parallélépipédique, et l'autre de forme cylindrique circulaire, pour l'adaptation d'impédance.
Les premier GA1 et second GA2 guides auxiliaires sont placés l'un au dessus de l'autre afin que leurs premier et second axes radioélectriques auxiliaires soient parallèles à l'axe radioélectrique principal du guide principal5 GP. Le second guide auxiliaire GA2 est donc également au moins en partie placé au dessus de la paroi supérieure PS du guide principale GP.
Il est important de noter que le guide principale GP (et son accès circulaire AC) et les premier GA1 et second GA2 guides auxiliaires (et leurs accès série AS et parallèle AP) peuvent être réalisés en deux ou trois partieso assemblées les unes aux autres. Mais, il est également possible qu'ils constituent un ensemble monobloc selon le procédé de fabrication utilisé. Dans ce cas, il est clair que les parois supérieures du guide principale GP et du premier guide auxiliaire GA1 sont confondues avec la paroi inférieure Pl du second guide auxiliaire GA2, bien qu'elles contribuent à définir une partie des5 cavités principale et auxiliaires.
Comme indiqué précédemment, chaque fente de couplage en parallèle FPL ou FPT est définie entre la paroi supérieure PS du guide principal GP et la paroi inférieure Pl du second guide auxiliaire GA2. Par exemple, lorsque la paroi supérieure PS du guide principal GP et la paroio inférieure Pl du second guide auxiliaire GA2 sont placées l'une contre l'autre ou confondues, une fente de couplage en parallèle FPL ou FPT peut n'être constituée que par tes deux ouvertures qui se correspondent dans la paroi supérieure PS du guide principal GP et dans la paroi inférieure Pl du second guide auxiliaire GA2. Mais, une fente de couplage en parallèle FPL ou FPT peut également être constituée par deux ouvertures qui se correspondent et par un élément de liaison assurant la fonction de guidage entre ces deux ouvertures (cette solution n'est actuellement pas la préférée car on essaye de (imiter autant que possible l'épaisseur (ou longueur) de l'élément de liaison).
Chaque fente de couplage en parallèle FPL ou FPT est orientée de façon choisie par rapport à l'axe radiofréquence principal pour deux raisons. L'orientation doit tout d'abord permettre le couplage de la cavité principale (définie par le guide principal GP) avec la seconde cavité auxiliaire (définie par le second guide auxiliaire GA2) de sorte que le second mode (présentant la seconde polarisation P2) soit transféré sélectivement soit du guide principal GP vers le second guide auxiliaire GA2 en réception (Rx), soit du second guide auxiliaire GA2 vers le guide principal GP en transmission (Tx). En outre, l'orientation doit contraindre le premier mode (présentant la première polarisation P1) à se propager soit du guide principal GP vers le premier guide auxiliaire GA1 en réception (Rx), soit du premier guide auxiliaire GA1 vers le guide principal GP en transmission (Tx).
Le couplage du second mode est imposé soit par la longueur de la fente de couplage en parallèle FPL et par son décalage latéral (suivant la direction X) par rapport au second axe radiofréquence auxiliaire du second guide auxiliaire GA2, dans le cas d'une fente rectangulaire longitudinale dont le grand côté est parallèle à la direction Y, soit par la/les longueur(s) et/ou le nombre de fentes de couplage en parallèle FPT et/ou la distance interfentes et/ou la position du centre de chaque fente de couplage en parallèle FPT par rapport au second axe RF auxiliaire, dans le cas d'une fente rectangulaire transversale dont le grand côté est parallèle à la direction X.
On notera que la distance entre le court-circuit, placé sur la paroi terminale PT du second guide auxiliaire GA2, et la fente de couplage FPL ou FPT qui est la plus proche, peut aussi faire partie des paramètres de réglage. L'utilisation de plusieurs fentes de couplage en parallèle FPT permet de répartir la puissance entre ces dernières.
Par ailleurs, Pétroitesse de la largeur de chaque fente de couplage en parallèle FPL ou FPT permet de minimiser l'excitation de la première polarisation P1 , ou en d'autres termes de fixer le niveau de réjection de Ia première polarisation P1. Cela permet d'éviter d'utiliser des lames de découplage (ou septum), bien que cela soit également possible ici. Par exemple, on choisit une largeur comprise entre environ λ/10 et λ/20, où λ est s la longueur d'onde de fonctionnement du dispositif D.
La position de chaque fente de couplage en parallèle FPL ou FPT est choisie de manière à optimiser le couplage avec les lignes de courant qui correspondent au second mode et qui sont produites sur la paroi supérieure
PS du guide principal GP et sur la paroi inférieure Pl du second guide0 auxiliaire GA2.
Par ailleurs, l'orientation de chaque fente de couplage en parallèle FPL ou FPT dépend de la compacité recherchée pour le dispositif D suivant la direction X. Deux classes de mode de réalisation peuvent être envisagées.
La première classe regroupe les modes de réalisation dans lesquels5 chaque fente de couplage en parallèle FPL est rectangulaire « longitudinale » (grand côté (ou longueur) parallèle à la direction Y) et placée au dessus et parallèlement à l'axe principal du guide principal GP et dans le même temps décalée latéralement (suivant la direction X) par rapport au second axe radiofréquence auxiliaire du second guide auxiliaire GA2. 0 La seconde classe regroupe les modes de réalisation dans lesquels chaque fente de couplage en parallèle FPT est rectangulaire « transversale » (grand côté (ou longueur) parallèle à la direction X) et centrée (mais pouvant aussi être décalée (ou décentrée)) par rapport à l'axe principal du guide principal GP et au second axe auxiliaire du second guide auxiliaire GA2 (l'axe5 principal et le second axe auxiliaire étant alors placés l'un au dessus de l'autre). On entend ici par « position centrée » le fait de présenter la même extension transversale de part et d'autre du second axe auxiliaire. Le positionnement des fentes de couplage en parallèle FPT par rapport au second axe RF auxiliaire permet de définir au moins partiellement la o puissance qu'elles transmettent.
La première classe correspond au premier exemple de réalisation qui est illustré sur les figures 1 à 4. Dans cet exemple, une unique fente de couplage en parallèle FPL de forme rectangulaire et longitudinale a été représentée, mais on peut envisager d'en utiliser plusieurs (au moins deux) mises l'une à la suite de l'autre et présentant la même orientation suivant l'axe Y. Dans ce cas, les longueurs des fentes ne sont pas forcément identiques.
Plus le décalage latéral (ou transversal) de la fente longitudinale FPL 5 par rapport au second axe auxiliaire est important, plus le couplage des lignes de courant du second mode est efficace. Dans l'exemple illustré (voir figure 4), la fente longitudinale FPL débouche dans une zone de la paroi inférieure Pl du second guide auxiliaire GA2 qui est située à proximité de la paroi latérale de ce dernier. Par conséquent le couplage est optimal. Mais, ono notera que plus le décalage latéral de la fente longitudinale FPL par rapport au second axe auxiliaire est important, plus le second guide auxiliaire GA2 se trouve décalé latéralement par rapport au guide principal GP et au premier guide auxiliaire GA1. Ce décalage latéral du second guide auxiliaire GA2 est au plus égal à la moitié de sa largeur (grand côté) GC2. Par conséquent,5 l'encombrement transversal (suivant la direction X) du dispositif D est au plus égal à la somme de la largeur GC 1 du guide principal GP et de la moitié de la largeur GC2 du second guide auxiliaire GA2, soit GC1 + GC2/2.
Dans ce premier exemple de réalisation, en raison de l'orientation « longitudinale » de la fente de couplage en parallèle FPL, les premier GA1 et 0 second GA2 guides auxiliaires et les accès série AS et parallèle AP présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont tous parallèles à la direction X. Par conséquent les premier GA1 et second GA2 guides auxiliaires et les accès série AS et parallèle AP présentent tous une même orientation « transversale » (grands côtés GC1, GC2 suivant la5 direction X).
La seconde classe correspond au second exemple de réalisation qui est illustré sur les figures 5 à 8. A titre d'exemple non limitatif, trois fentes de couplage en parallèle FPT de formes rectangulaires identiques et transversales ont été représentées, mais on peut envisager d'en utiliser une o seule ou deux, voire même plus de trois en parallèle.
Plus le nombre de fentes transversales FPT est important et plus la longueur (suivant la direction X) de chaque fente transversale FPT est importante, plus le couplage des lignes de courant du second mode aura tendance à être efficace. Dans l'exemple illustré (voir figures 5 à 7), les trois fentes transversales FPT sont de même longueur et équidistantes deux à deux. Mais, cela n'est pas une obligation (la distance inter-fentes peut en effet varier). On notera que les longueurs des fentes peuvent être également des paramètres de réglage.
Le second axe auxiliaire étant ici exactement superposé à l'axe principal et au premier axe auxiliaire, le second guide auxiliaire GA2 est donc intégralement ou quasi-intégralement placé au-dessus du guide principal GP et du premier guide auxiliaire GA1. Par conséquent, l'encombrement transversal (suivant la direction X) du dispositif D est égal à celui du guide auxiliaire ou principal qui présente l'extension transversale la plus grande. Au moins l'encombrement transverse du dispositif D est donc le plus faible pour la seconde classe de mode de réalisation.
Dans ce second exemple de réalisation, en raison de l'orientation « transversale » de chaque fente de couplage en parallèle FPT, le premier guide auxiliaire GA1 et son accès série AS présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés GC 1 sont parallèles à la direction Z, tandis que le second guide auxiliaire GA2 et son accès parallèle AP présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés GC2 sont parallèles à la direction X. Par conséquent les premier GA1 et second GA2 guides auxiliaires présentent des orientations différentes, tout comme les accès série AS et parallèle AP.
On a représenté schématiquement sur la figure 9 sept dispositifs de transduction orthomode Di 1 à Di7 appartenant à la première classe et positionnés aux nœuds d'un exemple de maille (ou motif élémentaire) hexagonal(e) Mi d'un réseau d'une antenne réseau.
De même, on a représenté schématiquement sur la figure 10 sept dispositifs de transduction orthomode Di1 à Di7 appartenant à la seconde classe et positionnés aux nœuds d'un exemple de maille (ou motif élémentaire) hexagonal(e) Mi d'un réseau d'une antenne réseau.
Bien entendu, les dispositifs de transduction orthomode D, selon l'invention, peuvent être agencés différemment les uns par rapport de manière à constituer d'autres types de maille (ou motif élémentaire) Mi d'un réseau d'une antenne réseau, par exemple triangulaire, rectangulaire, ou quelconque (c'est-à-dire un motif pas forcément périodique).
Par ailleurs, dans ce qui précède on a décrit un exemple de dispositif D dans lequel le guide principal GP est couplé en série à un guide auxiliaire s en série GA1 et en parallèle à un guide auxiliaire en parallèle GÂ2. Mais, le guide principal GP peut être couplé en série à un guide auxiliaire en série GA1 et en parallèle à un, deux, trois ou quatre guides auxiliaires en parallèle GA2. Dans ce dernier cas, les guides auxiliaires en parallèle GA2 sont couplés au guide principal GP au niveau de ses différentes parois latérales lo (parallèles aux plans XY et YZ). Cela peut permettre au dispositif D de fonctionner dans un nombre de bandes de fréquences compris entre 1 et 5. On notera que ces différents guides auxiliaires en parallèle GA2 n'ont pas forcément leurs fentes de couplage toutes situées à la même côte suivant l'axe Y. Par ailleurs, la section transverse de la cavité du guide principale GP i5 peut également varier suivant l'axe Y afin de tenir compte des différentes positions desdites fentes de couplage.
On notera que le dispositif selon l'invention peut également être utilisé lorsque la contrainte d'encombrement n'est pas la contrainte majeure, comme c'est le cas par exemple dans des sources uniques ou isolées requérant une
20 bipolarisation, en monofréquence ou bi-fréquences.
L'invention ne se limite pas aux modes de réalisation de dispositif de transduction orthomode et d'antenne (éventuellement de type réseau) 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-
25 après.

Claims

REVENDICATIONS
1. Dispositif de transduction orthomode (D) pour une antenne, comprenant i) un guide principal (GP) adapté à la propagation suivant un axe principal de premier et second modes électromagnétiques présentant des première et seconde polarisations orthogonales entre elles et muni d'une première extrémité couplée à un accès circulaire (AC) adapté auxdits premier et second modes et d'une seconde extrémité, ii) un premier guide auxiliaire (GA1) adapté à la propagation dudit premier mode électromagnétique suivant un premier axe auxiliaire et muni d'une première extrémité couplée en série à ladite seconde extrémité du guide principal (GP) via une fente de couplage en série (FSP) et d'une seconde extrémité couplée à un accès série (AS) adapté audit premier mode, et iii) un second guide auxiliaire (GA2) adapté à la propagation dudit second mode électromagnétique suivant un second axe auxiliaire, couplé audit guide principal (GP) via au moins une fente de couplage en parallèle (FPL; FPT) et muni d'une première extrémité couplée à un accès parallèle (AP) adapté audit second mode, caractérisé en ce que lesdits premier (GA1) et second (GA2) guides auxiliaires sont placés l'un au dessus de l'autre de sorte que leurs premier et second axes auxiliaires soient parallèles audit axe principal, et en ce que chaque fente de couplage en parallèle (FPL; FPT) est définie entre une paroi supérieure (PS) du guide principal (GP) et une paroi inférieure (Pl) du second guide auxiliaire (GA2) et orientée par rapport audit axe principal de manière à permettre le couplage du guide principal (GP) avec le second guide auxiliaire (GA2) pour le transfert sélectif du second mode de l'un vers l'autre, et à contraindre ledit premier mode à se propager entre le guide principal (GP) et le premier guide auxiliaire (GA1 ), et en ce que lesdits axe principal et second axe auxiliaire sont superposés sensiblement l'un au dessus de l'autre, en ce qu'il comprend au moins une fente de couplage en parallèle (FPT) de forme rectangulaire, présentant un grand côté perpendiculaire audit axe principal et un petit côté de longueur très inférieure audit grand côté, et définie dans une position décentrée par rapport auxdits axe principal et second axe auxiliaire, et en ce que ledit premier guide auxiliaire (GÂ1) et ledit accès série (AS) présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont parallèles les uns aux autres, et ledit second guide auxiliaire (GA2) et ledit accès parallèle (AP) présentent des sections transverses rectangulaires dont les grands côtés sont parallèles les uns aux autres et perpendiculaires aux grands côtés du premier guide auxiliaire (GA1) et de l'accès série (AS).
2. Dispositif selon la revendication 1 , caractérisé en ce que ledit second guide auxiliaire (GA2) comprend une deuxième extrémité opposée à la première et fermée de manière à définir un court-circuit.
3. Antenne, caractérisée en ce qu'elle comprend un unique dispositif de transduction orthomode (D) selon l'une des revendications précédentes et couplé à une unique source élémentaire de rayonnement.
4. Antenne réseau, caractérisée en ce qu'elle comprend une multiplicité de dispositifs de transduction orthomode (D) selon l'une des revendications 1 ou 2 et couplés respectivement à des sources élémentaires de rayonnement agencées en un réseau présentant une maille choisie.
5. Antenne réseau selon la revendication 4, caractérisée en ce que ladite maille est de type hexagonale.
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