EP2079131A1 - Improvement of planar antennas comprising at least one radiating element such as a slot with longitudinal radiation - Google Patents

Improvement of planar antennas comprising at least one radiating element such as a slot with longitudinal radiation Download PDF

Info

Publication number
EP2079131A1
EP2079131A1 EP08171858A EP08171858A EP2079131A1 EP 2079131 A1 EP2079131 A1 EP 2079131A1 EP 08171858 A EP08171858 A EP 08171858A EP 08171858 A EP08171858 A EP 08171858A EP 2079131 A1 EP2079131 A1 EP 2079131A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
length
radiating
plane
radiation pattern
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP08171858A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Julian Thevenard
Dominique Lo Hing Tong
Ali Louzir
Corinne Nicolas
Jean-Philippe Coupez
Christian Person
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
THOMSON LICENSING
Original Assignee
Thomson Licensing SAS
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson Licensing SAS filed Critical Thomson Licensing SAS
Publication of EP2079131A1 publication Critical patent/EP2079131A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/08—Radiating ends of two-conductor microwave transmission lines, e.g. of coaxial lines, of microstrip lines
    • H01Q13/085—Slot-line radiating ends
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction

Definitions

  • the present invention relates to an improvement to planar antennas, more particularly to antennas comprising at least one radiating element consisting of a longitudinal radiation slot.
  • antennas represent an exception to this possibility of miniaturization. Indeed, they are subject to the laws of physics which impose a minimum size for operation at a given frequency. Thus, in the case of printed planar antennas, the dimensions are of the order of the wavelength at the central operating frequency.
  • the printed planar structures are perfectly adapted structures for mass production of devices integrating passive and active functions.
  • a planar structure does not allow a complete control of the radiation of the antenna, especially in elevation.
  • the directivity and the angular aperture of the main lobe of the radiation pattern of the antenna are directly related to the dimensions of the antenna which must be increased to obtain a high directivity and a large aperture of the antenna. main lobe.
  • the present invention therefore proposes an antenna structure in which the radiation pattern of the antenna can be modified and optimized without modifying the physical dimensions of the antenna structure.
  • the present invention relates to a structure for a slot-type antenna comprising on a substrate at least one element beam comprising a longitudinal radiation slot and a feed line, said substrate being surrounded by a radome, characterized in that at least one radiation pattern modifying element is positioned on the radome in the radiation zone of the radiating element.
  • This modifying element of the radiation pattern is constituted by a conductive element positioned in a plane extending the plane of the substrate or plane E.
  • This conductive element may be positioned perpendicularly to the axis of symmetry of the radiating element or offset angularly relative to to this axis of symmetry or with respect to an axis perpendicular to this axis of symmetry.
  • another element for modifying the radiation pattern is constituted by a conductive element positioned in a plane perpendicular to the plane of the substrate or plane H.
  • These conductive elements may be combined with one another and have a protruding protrusion on the adaptation parameters of the radiating element.
  • the conductive element is constituted by a rod or a metal strip.
  • the antenna structure consists of N (N> 1) radiating elements formed on N substrates interconnected along a common axis perpendicular to the radiating axis of each radiating element, each radiating element being associated with at least one modifying element of the radiation pattern positioned in the radiation region of the radiating element, as mentioned above.
  • the present invention will be described by taking as a radiating element consisting of a longitudinal radiation slot, an antenna type LTSA (Linearly Tapered Slot Antenna in English) such as a Vivaldi antenna. It is obvious that the invention can be applied to other types of longitudinal radiation antennas.
  • LTSA Linearly Tapered Slot Antenna in English
  • an antenna of this type is obtained by etching on a substrate 1, a slot 3 which widens progressively to an edge 1 'of the substrate.
  • a microstrip line 4 for excitation by electromagnetic coupling of said slot.
  • Other types of power supply can be envisaged without departing from the scope of the present invention, especially a power supply coplanar line.
  • a metal rod 6 is positioned perpendicular to the axis of symmetry of the slot portion 3 of the antenna, namely the axis Ox in the embodiment shown.
  • the figure 3 represents a Vivaldi type antenna similar to the antenna of the figure 1 associated with a vertical element 6 made in the plane of the substrate, namely the plane E of the antenna.
  • this vertical element is not produced on the substrate 1, but in a radiation plane of the Vivaldi antenna, extending the plane of the substrate.
  • the vertical element or elements may be positioned on an element surrounding the antenna such as a radome.
  • An antenna of this type has been simulated using elements 6 of different lengths.
  • the curves A represent an antenna of the Vivaldi type alone.
  • the curves B represent a Vivaldi antenna in the presence of an element 6 having a length of 30 mm, namely a length greater than ⁇ / 2, and the curve C, an antenna in the presence of an element 6 of length 20. mm, namely a length less than ⁇ / 2 where ⁇ is the wavelength at the operating frequency of the antenna.
  • FIG. figure 7 (curve C '), the curve D' giving the results obtained with an antenna in the presence of a director element of length 20 mm positioned in the plane E, as shown in FIG. figure 3 .
  • the offset of the main beam B 'when the steering element is shifted up or down, is confirmed mainly by the diagram of the figure 9 where the curves A 'and C' are on each side of the curve B '.
  • an element for modifying the radiation parameters is constituted by a rod or conductive strip 7, more particularly a rod or metal strip, positioned along the plane H, namely perpendicularly to the plane of the substrate of the antenna.
  • the simulations carried out yielded curves of adaptation as a function of the frequency represented in FIG. figure 14 and a radiation pattern in the azimuthal plane and in the elevation plane shown in Figures 15 and 16 .
  • the simulations were carried out with an element 7 of width 1 mm and length 25 mm, the parameters of the antenna being identical to those mentioned above.
  • Curve D represents the antenna without modifying element while curve E represents an antenna structure in the presence of a horizontal modification element.
  • a protrusion 8a more particularly a disc is inserted in the middle of the vertical metal arm 8.
  • the protrusion may have another shape such as a square or polygonal shape. This element modifies the electromagnetic environment close to the opening of the radiating element and makes it possible to widen the bandwidth to -10 dB, as shown in FIG. figure 18 .
  • the Figures 21 to 24 represent respectively for Figures 21 and 22 , two other embodiments of the modification element of the radiation pattern and the Figures 23 and 24 respectively, the azimuthal radiation pattern and the elevation plane radiation pattern of the two embodiments above.
  • the modifying element 9 consists respectively of a vertical conductive element 9A and a horizontal conductive element 9B while on the figure 22 , the modification element of the radiation pattern 10 consists of a vertical arm 10A, a horizontal arm 10B and an outgrowth formed by a circle 10C.
  • Diagrams of Figures 23 and 24 highlight the improvement of the front-to-back ratio in the case of an element similar to that of figure 22 .
  • the radiation pattern of the figure 25 and the curve of adaptation of the figure 26 show the advantages of an antenna structure provided with a modification element of the radiation pattern as shown in FIG. figure 22 (curve J), compared to a single antenna (curve L).
  • the embodiment of the figure 22 allows to obtain a similar adaptation to that of a single antenna while improving the gain of the antenna and the direction of the main beam, without changing the physical dimensions of the radiating element itself.
  • the figure 27 represents an antenna structure comprising a single radiating element 1 of the type described above, this radiating element being surrounded by a radome formed of an outer cylindrical envelope 20A and an inner cylindrical envelope 20B.
  • two vertical guide elements are positioned according to the plane E of the radiating element.
  • These guiding elements 30A and 30B consist of metal strips made directly on the radome using a plastic metallization technique.
  • an antenna structure 100 with four radiating elements, these four elements being interconnected along a common vertical axis.
  • the structure of two 100A and 100B radiating elements is represented more clearly on the figure 29 .
  • the four elements are mounted on a horizontal support 101 and covered with a radome 110, formed of an outer envelope 110A and an inner envelope 110B.
  • vertical metal guide elements 111 A and 111 B are etched on the outer portion 110A and on the inner portion 110B of the radome in the plane E of each radiating element 100A, 100B.
  • the present invention also applies to antenna structures protected by multilayer radomes with at least one modification element of the radiation pattern etched on each of the layers.
  • the electrical length of the modifying elements of the radiation pattern can be modified by activating / deactivating switching elements such as diodes or MEMs placed between the elements for example. It is also possible to provide switching elements interconnecting several modification elements with each other. Depending on whether switching elements are on or off, it is possible to modify the structure of the modification element network.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

The structure has a substrate (1) surrounded by a radome, and a radiating element constituted of a slot (3) with longitudinal radiation etched on the substrate. A modification element for modifying radiation pattern is positioned on the radome in a radiation zone of the radiating element. The modification element includes a metallic rod (6) positioned perpendicular to a symmetry axis of the slot. A microwave strip (4) permitting excitation by electromagnetic coupling of the slot is etched on a face of the substrate.

Description

La présente invention concerne un perfectionnement aux antennes planaires, plus particulièrement aux antennes comportant au moins un élément rayonnant constitué d'une fente à rayonnement longitudinal.The present invention relates to an improvement to planar antennas, more particularly to antennas comprising at least one radiating element consisting of a longitudinal radiation slot.

Le développement croissant des systèmes de communication, notamment sans fils, nécessite l'utilisation de systèmes de plus en plus complexes et performants, tout en gardant des coûts de fabrication les plus bas possibles et un encombrement minimal. Or, dans ce domaine, les antennes représentent une exception à cette possibilité de miniaturisation. En effet, elles sont soumises aux lois de la physique qui imposent un encombrement minimal pour un fonctionnement à une fréquence donnée. Ainsi, dans le cas des antennes planaires imprimées, les dimensions sont de l'ordre de la longueur d'onde à la fréquence centrale de fonctionnement.The increasing development of communication systems, especially wireless, requires the use of increasingly complex and efficient systems, while keeping manufacturing costs as low as possible and minimal bulk. In this field, antennas represent an exception to this possibility of miniaturization. Indeed, they are subject to the laws of physics which impose a minimum size for operation at a given frequency. Thus, in the case of printed planar antennas, the dimensions are of the order of the wavelength at the central operating frequency.

Toutefois, il est certain que les structures planaires imprimées sont des structures parfaitement adaptées pour une production de masse de dispositifs intégrant des fonctions passives et actives. Cependant, en ce qui concerne les éléments rayonnants, une structure planaire ne permet pas un contrôle complet du rayonnement de l'antenne, notamment en élévation. D'autre part, la directivité et l'ouverture angulaire du lobe principal du diagramme de rayonnement de l'antenne sont directement liées aux dimensions de l'antenne qu'il est nécessaire d'augmenter pour obtenir une directivité importante et une grande ouverture du lobe principal.However, it is certain that the printed planar structures are perfectly adapted structures for mass production of devices integrating passive and active functions. However, as regards the radiating elements, a planar structure does not allow a complete control of the radiation of the antenna, especially in elevation. On the other hand, the directivity and the angular aperture of the main lobe of the radiation pattern of the antenna are directly related to the dimensions of the antenna which must be increased to obtain a high directivity and a large aperture of the antenna. main lobe.

La présente invention propose donc une structure d'antenne dans laquelle on peut modifier et optimiser le diagramme de rayonnement de l'antenne sans toutefois modifier les dimensions physiques de la structure d'antenne.The present invention therefore proposes an antenna structure in which the radiation pattern of the antenna can be modified and optimized without modifying the physical dimensions of the antenna structure.

Ainsi, la présente invention concerne une structure pour une antenne de type fente comportant sur un substrat au moins un élément rayonnant constitué d'une fente à rayonnement longitudinal et une ligne d'alimentation, ledit substrat étant entouré d'un radome, caractérisée en ce qu' au moins un élément de modification du diagramme de rayonnement est positionné sur le radome dans la zone de rayonnement de l'élément rayonnant.Thus, the present invention relates to a structure for a slot-type antenna comprising on a substrate at least one element beam comprising a longitudinal radiation slot and a feed line, said substrate being surrounded by a radome, characterized in that at least one radiation pattern modifying element is positioned on the radome in the radiation zone of the radiating element.

Cet élément de modification du diagramme de rayonnement est constitué par un élément conducteur positionné dans un plan prolongeant le plan du substrat ou plan E. Cet élément conducteur peut être positionné perpendiculairement à l'axe de symétrie de l'élément rayonnant ou décalé angulairement par rapport à cet axe de symétrie ou par rapport à un axe perpendiculaire à cet axe de symétrie.This modifying element of the radiation pattern is constituted by a conductive element positioned in a plane extending the plane of the substrate or plane E. This conductive element may be positioned perpendicularly to the axis of symmetry of the radiating element or offset angularly relative to to this axis of symmetry or with respect to an axis perpendicular to this axis of symmetry.

Selon une autre caractéristique de la présente invention, un autre élément de modification du diagramme de rayonnement est constitué par un élément conducteur positionné dans un plan perpendiculaire au plan du substrat ou plan H. Ces éléments conducteurs peuvent être combinés entre eux et présenter une excroissance agissant sur les paramètres d'adaptation de l'élément rayonnant.According to another characteristic of the present invention, another element for modifying the radiation pattern is constituted by a conductive element positioned in a plane perpendicular to the plane of the substrate or plane H. These conductive elements may be combined with one another and have a protruding protrusion on the adaptation parameters of the radiating element.

L'élément conducteur est constitué par une tige ou une bande métallique.The conductive element is constituted by a rod or a metal strip.

Selon un mode de réalisation préférentiel, la structure d'antenne est constituée par N (N>1) éléments rayonnants réalisés sur N substrats interconnectés selon un axe commun perpendiculaire à l'axe de rayonnement de chaque élément rayonnant, chaque élément rayonnant étant associé avec au moins un élément de modification du diagramme de rayonnement positionné dans la zone de rayonnement de l'élément rayonnant, comme mentionné ci-dessus.According to a preferred embodiment, the antenna structure consists of N (N> 1) radiating elements formed on N substrates interconnected along a common axis perpendicular to the radiating axis of each radiating element, each radiating element being associated with at least one modifying element of the radiation pattern positioned in the radiation region of the radiating element, as mentioned above.

D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description de différents modes de réalisation, cette lecture étant faite avec référence aux dessins ci-annexés, dans lesquels :

  • Figure 1 est une représentation en plan schématique d'une antenne de type Vivaldi utilisée dans la présente invention.
  • Figure 2 est une vue en coupe selon A-A de figure 1.
  • Figure 3 est une vue en perspective schématique d'un premier mode de réalisation d'une structure d'antenne munie d'un élément de modification du diagramme de rayonnement.
  • Figure 4 représente une courbe donnant l'adaptation de l'antenne en fonction de la fréquence, respectivement pour une antenne seule (courbe A), pour une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 30 mm (courbe B) et pour une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm (courbe C).
  • Figure 5 représente le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation pour les différentes structures d'antenne mentionnées ci-dessus.
  • Figure 6 représente le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal pour les différentes structures d'antenne mentionnées ci-dessus.
  • Figures 7 et 8 sont des vues schématiques en perspective d'une structure d'antenne conforme à celle de la figure 3, dans lesquelles l'élément de modification du diagramme de rayonnement présente différentes positions.
  • Figures 9 et 10 représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation et le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal pour la structure d'antenne des figures 3, 7 et 8 avec un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 10°vers la partie supérieure (courbe A'), un élément directeur de longueur 20 mm placé dans l'axe de l'antenne (courbe B') et un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 10°vers la partie inférieure de l'antenne (courbe C').
  • Figures 11 et 12 représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation et le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal, pour une structure d'antenne avec un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 15° vers la partie gauche de l'antenne (courbe A"), avec un élément directeur de longueur 20 mm placé dans l'axe de l'antenne (courbe B") et avec un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 15° vers la partie droite de l'antenne (courbe C").
  • Figure 13 représente schématiquement en perspective une structure d'antenne conforme à la présente invention avec un élément de modification du diagramme de rayonnement positionné selon le plan H.
  • Figure 14 représente la courbe d'adaptation en fonction de la fréquence, pour une antenne seule (courbe D) et pour un structure d'antenne en présence d'un élément directeur horizontal (courbe E).
  • Figures 15 et 16 représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans un plan azimutal et le diagramme de rayonnement dans un plan d'élévation pour une antenne seule (courbe D), pour une structure d'antenne en présence d'un élément directeur horizontal (courbe E), la courbe F donnant la polarisation croisée de l'antenne seule et la courbe G la polarisation croisée de la structure d'antenne en présence d'un élément directeur horizontal.
  • Figure 17 est une vue en perspective schématique d'une structure d'antenne présentant un élément rayonnant et un élément de modification du diagramme de rayonnement vertical associé à une excroissance permettant d'agir sur l'adaptation de l'antenne.
  • Figure 18 représente des courbes d'adaptation de l'antenne en fonction de la fréquence lorsque l'antenne est en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm (courbe H) et lorsque l'antenne est en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm associé à un cercle métallique de rayon 4 mm (courbe I).
  • Figures 19 et 20 représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal et le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation pour une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm (courbe H) et pour une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm associé à un cercle métallique de rayon 4 mm (courbe I).
  • Figure 21 représente une vue en perspective schématique d'une structure d'antenne comportant un élément rayonnant associé à un élément de modification du diagramme de rayonnement constitué d'une tige verticale et d'une tige horizontale.
  • Figure 22 représente une vue en perspective schématique d'une structure d'antenne comportant un élément rayonnant, associé à un élément de modification du diagramme de rayonnement formé d'un élément vertical, d'un élément horizontal et d'une excroissance modifiant l'adaptation de l'antenne.
  • Figures 23 et 24 représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans un plan azimutal et le diagramme de rayonnement dans un plan en élévation d'une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément horizontal de longueur 25 mm associé à un cercle métallique central de rayon 4 mm (courbe J) et d'une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément horizontal de longueur 25 mm (courbe K).
  • Figure 25 représente le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal d'une antenne seule (courbe L) et d'une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément horizontal de longueur 25 mm associé à un cercle métallique central de rayon 4 mm (courbe J).
  • Figure 26 représente des courbes d'adaptation en fonction de la fréquence, respectivement pour une antenne seule (courbe L) et pour une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément directeur horizontal de longueur 25 mm associé à un cercle métallique central (courbe J).
  • Figure 27 représente une structure d'antenne à un élément rayonnant telle que représentée à la figure 3, cette structure étant entourée d'un radome muni d'éléments de modification du diagramme de rayonnement.
  • Figures 28 et 29 représentent respectivement une vue schématique en perspective et une vue en coupe longitudinale d'une structure d'antenne comportant quatre éléments rayonnants interconnectés entourés par un radome sur lequel sont montés des éléments de modification du diagramme de rayonnement, conformément à la présente invention.
  • Pour simplifier la description qui va suivre, dans les figures les mêmes éléments portent les mêmes références.
Other features and advantages of the present invention will appear on reading the description of various embodiments, this reading being made with reference to the accompanying drawings, in which:
  • Figure 1 is a schematic representation of a Vivaldi type antenna used in the present invention.
  • Figure 2 is a sectional view according to AA of figure 1 .
  • Figure 3 is a schematic perspective view of a first embodiment of an antenna structure provided with a modification element of the radiation pattern.
  • Figure 4 represents a curve giving the adaptation of the antenna as a function of the frequency, respectively for a single antenna (curve A), for an antenna in the presence of a 30 mm long direction element (curve B) and for an antenna in presence of a director element of length 20 mm (curve C).
  • Figure 5 represents the radiation pattern in the elevation plane for the different antenna structures mentioned above.
  • Figure 6 represents the radiation pattern in the azimuthal plane for the different antenna structures mentioned above.
  • Figures 7 and 8 are schematic perspective views of an antenna structure consistent with that of the figure 3 , in which the modifying element of the radiation pattern has different positions.
  • Figures 9 and 10 represent respectively the radiation pattern in the elevation plane and the azimuthal radiation pattern for the antenna structure of the figures 3 , 7 and 8 with a director element of length 20 mm shifted by 10 ° to the upper part (curve A '), a director element of length 20 mm placed in the axis of the antenna (curve B') and a directional element of length 20 mm offset by 10 ° to the lower part of the antenna (curve C ').
  • Figures 11 and 12 represent respectively the radiation pattern in the elevation plane and the azimuthal radiation pattern for an antenna structure with a 20mm director element shifted 15 ° to the left side of the antenna (curve A "), with a directional element of 20 mm length placed in the axis of the antenna (curve B") and with a directional element of length 20 mm shifted by 15 ° towards the right part of the antenna (curve C ").
  • Figure 13 schematically shows in perspective an antenna structure according to the present invention with a modification element of the radiation pattern positioned according to the plane H.
  • Figure 14 represents the adaptive versus frequency curve for a single antenna (curve D) and for an antenna structure in the presence of a horizontal directional element (curve E).
  • Figures 15 and 16 represent respectively the radiation pattern in an azimuthal plane and the radiation pattern in an elevation plane for a single antenna (curve D), for an antenna structure in the presence of a horizontal steering element (curve E), the curve F giving the cross polarization of the antenna alone and the curve G the cross polarization of the antenna structure in the presence of a horizontal director element.
  • Figure 17 is a schematic perspective view of an antenna structure having a radiating element and a modification element of the vertical radiation pattern associated with a protrusion to act on the adaptation of the antenna.
  • Figure 18 represents antenna adaptation curves as a function of frequency when the antenna is in the presence of a 20 mm long directional element (curve H) and when the antenna is in the presence of a longitudinal directional element 20 mm associated with a metal circle of radius 4 mm (curve I).
  • Figures 19 and 20 represent, respectively, the azimuthal radiation pattern and the elevation plane radiation pattern for an antenna in the presence of a 20 mm-long director element (H-curve) and for an antenna in the presence of a guiding element length 20 mm associated with a metal circle radius 4 mm (curve I).
  • Figure 21 is a schematic perspective view of an antenna structure having a radiating element associated with a modification element of the radiation pattern consisting of a vertical rod and a horizontal rod.
  • Figure 22 is a schematic perspective view of an antenna structure having a radiating element, associated with a radiation pattern modifying element formed of a vertical element, a horizontal element and a protrusion modifying the adaptation of the antenna.
  • Figures 23 and 24 represent respectively the radiation pattern in an azimuthal plane and the radiation pattern in an elevation plane of an antenna structure in the presence of a vertical director element of length 20 mm and a horizontal element of length 25 mm associated a central metal circle of radius 4 mm (curve J) and an antenna structure in the presence of a vertical director element of length 20 mm and a horizontal element of length 25 mm (curve K).
  • Figure 25 represents the radiation pattern in the azimuthal plane of a single antenna (L-curve) and an antenna structure in the presence of a 20-mm vertical directional element and a 25-mm horizontal element associated with a central metal circle of radius 4 mm (curve J).
  • Figure 26 represents frequency matching curves, respectively for single antenna (L-curve) and antenna structure in the presence of a 20-mm vertical-directional element and a horizontal-directional element of length mm associated with a central metal circle (curve J).
  • Figure 27 represents an antenna structure to a radiating element as shown in FIG. figure 3 , this structure being surrounded by a radome provided with modifying elements of the radiation pattern.
  • Figures 28 and 29 are respectively a schematic perspective view and a longitudinal sectional view of an antenna structure having four interconnected radiating elements surrounded by a radome on which radiation pattern modifying elements are mounted in accordance with the present invention.
  • To simplify the description which follows, in the figures the same elements bear the same references.

La présente invention sera décrite en prenant comme élément rayonnant constitué d'une fente à rayonnement longitudinal, une antenne de type LTSA (Linearly Tapered Slot Antenna en langue anglaise) telle qu'une antenne Vivaldi. Il est évident que l'invention peut s'appliquer à d'autres types d'antennes à rayonnement longitudinal.The present invention will be described by taking as a radiating element consisting of a longitudinal radiation slot, an antenna type LTSA (Linearly Tapered Slot Antenna in English) such as a Vivaldi antenna. It is obvious that the invention can be applied to other types of longitudinal radiation antennas.

Comme représenté sur les figures 1 et 2, une antenne de ce type est obtenue en gravant sur un substrat 1, une fente 3 qui s'élargit progressivement jusqu'à un bord 1' du substrat. Sur l'autre face du substrat 1, est gravée une ligne microruban 4 permettant l'excitation par couplage électromagnétique de ladite fente. D'autres types d'alimentation peuvent être envisagés sans sortir du cadre de la présente invention, notamment une alimentation par ligne coplanaire.As shown on Figures 1 and 2 , an antenna of this type is obtained by etching on a substrate 1, a slot 3 which widens progressively to an edge 1 'of the substrate. On the other side of the substrate 1 is etched a microstrip line 4 for excitation by electromagnetic coupling of said slot. Other types of power supply can be envisaged without departing from the scope of the present invention, especially a power supply coplanar line.

Comme représenté sur la figure 1, la ligne d'excitation 4 se prolonge jusqu'à un 1 " des bords du substrat 1 pour obtenir un point d'accès 5. Ce type d'antenne donne une excellente adaptation sur une large bande de fréquences. Ainsi, il a été démontré que, selon une première approche, la directivité d'une antenne LTSA peut être déterminée comme suit :

  • L'ouverture à 3dB du faisceau rayonnant dans le plan E (plan contenant le substrat) est inversement proportionnelle à la largeur de l'embouchure (e).
  • L'ouverture à 3dB du faisceau dans le plan H (plan perpendiculaire au plan E) est inversement proportionnelle à la longueur du profil (I).
As shown on the figure 1 the excitation line 4 extends to a 1 "edge of the substrate 1 to obtain an access point 5. This type of antenna gives an excellent adaptation over a wide frequency band. demonstrated that, according to a first approach, the directivity of an LTSA antenna can be determined as follows:
  • The opening 3dB beam radiating in the plane E (plane containing the substrate) is inversely proportional to the width of the mouth (e).
  • The opening at 3dB of the beam in the plane H (plane perpendicular to the plane E) is inversely proportional to the length of the profile (I).

Pour modifier le diagramme de rayonnement d'une antenne de ce type, sans jouer sur les dimensions de l'antenne, il est proposé, conformément à la présente invention, d'utiliser des éléments conducteurs, plus particulièrement des tiges ou des bandes métalliques qui modifient le comportement de l'antenne, notamment en ce qui concerne son diagramme de rayonnement.To modify the radiation pattern of an antenna of this type, without affecting the dimensions of the antenna, it is proposed, in accordance with the present invention, to use conductive elements, more particularly rods or metal strips which modify the behavior of the antenna, especially with regard to its radiation pattern.

Ainsi, comme représenté sur la figure 3, une tige métallique 6 est positionnée perpendiculairement à l'axe de symétrie de la partie fente 3 de l'antenne, à savoir l'axe Ox dans le mode de réalisation représenté. La figure 3 représente une antenne de type Vivaldi semblable à l'antenne de la figure 1 associée avec un élément vertical 6 réalisé dans le plan du substrat, à savoir le plan E de l'antenne.So, as represented on the figure 3 , a metal rod 6 is positioned perpendicular to the axis of symmetry of the slot portion 3 of the antenna, namely the axis Ox in the embodiment shown. The figure 3 represents a Vivaldi type antenna similar to the antenna of the figure 1 associated with a vertical element 6 made in the plane of the substrate, namely the plane E of the antenna.

Comme représenté sur la figure 3, cet élément vertical n'est pas réalisé sur le substrat 1, mais dans un plan de rayonnement de l'antenne Vivaldi, prolongeant le plan du substrat. Le ou les éléments verticaux peuvent être positionnés sur un élément entourant l'antenne tel qu'un radome.As shown on the figure 3 this vertical element is not produced on the substrate 1, but in a radiation plane of the Vivaldi antenna, extending the plane of the substrate. The vertical element or elements may be positioned on an element surrounding the antenna such as a radome.

Une antenne de ce type a été simulée en utilisant des éléments 6 de différentes longueurs. L'antenne simulée à l'aide du logiciel commercial HFSS basé sur une méthode fréquentielle des éléments finis, présente les caractéristiques suivantes : substrat de type FR4 d'épaisseur 0.67mm, (Er=4.4 et Tan D=0.02), antenne au profil circulaire de longueur 33mm et d'ouverture 33mm, dimensions totales de l'antenne : 44mm de haut * 41 mm de long. Les résultats des simulations sont donnés par la figure 4 qui représente l'adaptation de l'antenne et par les figures 5 et 6 qui représentent respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation (φ = 0°, plan XoZ) et dans le plan azimutal, à (θ = 90°, plan XoY).An antenna of this type has been simulated using elements 6 of different lengths. The antenna simulated using the HFSS commercial software based on a finite element frequency method, has the following characteristics: FR4 type substrate 0.67mm thick, (Er = 4.4 and Tan D = 0.02), profile antenna Circular length 33mm and aperture 33mm, total dimensions of the antenna: 44mm high * 41 mm long. The results of the simulations are given by the figure 4 which represents the adaptation of the antenna and by Figures 5 and 6 which respectively represent the radiation pattern in the elevation plane (φ = 0 °, XoZ plane) and in the azimuth plane, at (θ = 90 °, XoY plane).

Dans ces différentes figures, les courbes A représentent une antenne de type Vivaldi seule. Les courbes B représentent une antenne de type Vivaldi en présence d'un élément 6 ayant une longueur de 30 mm, à savoir une longueur supérieure à λ/2, et la courbe C, une antenne en présence d'un élément 6 de longueur 20 mm, à savoir une longueur inférieure à λ/2 où λ est la longueur d'onde à la fréquence de fonctionnement de l'antenne.In these different figures, the curves A represent an antenna of the Vivaldi type alone. The curves B represent a Vivaldi antenna in the presence of an element 6 having a length of 30 mm, namely a length greater than λ / 2, and the curve C, an antenna in the presence of an element 6 of length 20. mm, namely a length less than λ / 2 where λ is the wavelength at the operating frequency of the antenna.

Les résultats des figures 5 et 6 montrent qu'un élément de longueur supérieure à λ/2 se comporte comme un réflecteur, tandis qu'un élément de longueur inférieure à λ/2 se comporte comme un élément directeur. Ceci s'applique lorsque l'ouverture e de la fente présente une longueur supérieure ou égale à λ/2. Dans le cas contraire, l'élément conducteur 6 forme un élément réflecteur si sa longueur est supérieure à la longueur de l'ouverture e et un élément directeur si sa longueur est inférieure. En effet, concernant les résultats des figures 5 et 6, le gain augmente de 1.3 dB avec un élément directeur pour passer à 6.6 dB et diminue de 2.4 dB pour passer à 2.9 dB avec un élément réflecteur. La figure 4 montre que l'ajout d'un élément 6 dans le faisceau de rayonnement de l'antenne entraîne toutefois une dégradation de la bande passante de l'antenne.The results of Figures 5 and 6 show that an element of length greater than λ / 2 behaves as a reflector, while an element of length less than λ / 2 behaves as a director element. This applies when the opening e of the slot has a length greater than or equal to λ / 2. In the opposite case, the conductive element 6 forms a reflective element if its length is greater than the length of the opening e and a director element if its length is shorter. Indeed, concerning the results of Figures 5 and 6 , the gain increases by 1.3 dB with a directional element to 6.6 dB and decreases by 2.4 dB to 2.9 dB with a reflective element. The figure 4 shows that the addition of an element 6 in the radiation beam of the antenna however causes a degradation of the bandwidth of the antenna.

D'autre part, si l'on modifie la position de l'élément vertical 6, comme représenté par la position de l'élément 6' et celle de l'élément 6" sur les figures 7 et 8, on peut contrôler la direction du faisceau principal. On observe ces résultats sur les diagrammes obtenus aux figures 9 et 10 représentant respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation et dans le plan azimutal pour une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 10°vers la partie supérieure de l'antenne, comme représenté à la figure 8 (courbe A') ou d'une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm décalé de 10° vers la partie inférieure de l'antenne, comme représenté à la figure 7 (courbe C'), la courbe D' donnant les résultats obtenus avec une antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm positionné dans le plan E, comme représenté à la figure 3. Le décalage du faisceau principal B' lorsque l'élément directeur est décalé vers le haut ou vers le bas, est confirmé principalement par le diagramme de la figure 9 où les courbes A' et C' se trouvent de chaque côté de la courbe B'.On the other hand, if we change the position of the vertical element 6, as represented by the position of the element 6 'and that of the element 6 "on the Figures 7 and 8 you can control the direction of the main beam. These results can be observed on the diagrams obtained at Figures 9 and 10 representing respectively the radiation pattern in the elevation plane and in the azimuthal plane for an antenna in the presence of a 20 mm director element shifted 10 ° to the upper part of the antenna, as shown in FIG. figure 8 (curve A ') or an antenna in the presence of a director element of length 20 mm offset by 10 ° towards the lower part of the antenna, as represented in FIG. figure 7 (curve C '), the curve D' giving the results obtained with an antenna in the presence of a director element of length 20 mm positioned in the plane E, as shown in FIG. figure 3 . The offset of the main beam B 'when the steering element is shifted up or down, is confirmed mainly by the diagram of the figure 9 where the curves A 'and C' are on each side of the curve B '.

Comme représenté sur les figures 11 et 12, ce décalage du faisceau de rayonnement est aussi observé lorsque l'élément de modification du diagramme de rayonnement est décalé vers la partie gauche ou vers la partie droite de l'élément rayonnant plutôt que vers la partie supérieure ou vers la partie inférieure de l'élément rayonnant. Ceci résulte notamment des courbes A" et C" des figures 11 et 12.As shown on Figures 11 and 12 this offset of the radiation beam is also observed when the modification element of the radiation pattern is shifted to the left part or to the right part of the radiating element rather than to the upper part or to the lower part of the radiating element. This results in particular from the curves A "and C" of the Figures 11 and 12 .

Selon une autre caractéristique de l'invention et comme représenté à la figure 13, un élément de modification des paramètres de rayonnement est constitué par une tige ou bande conductrice 7, plus particulièrement une tige ou bande métallique, positionnée selon le plan H, à savoir perpendiculairement au plan du substrat de l'antenne. Dans ce cas, les simulations effectuées ont donné des courbes d'adaptation en fonction de la fréquence représentées à la figure 14 et un diagramme de rayonnement dans le plan azimutal et dans le plan d'élévation représenté aux figures 15 et 16. Les simulations ont été effectuées avec un élément 7 de largeur 1 mm et de longueur 25 mm, les paramètres de l'antenne étant identiques à ceux mentionnés ci-dessus. La courbe D représente l'antenne sans élément de modification tandis que la courbe E représente une structure d'antenne en présence d'un élément de modification horizontal.According to another characteristic of the invention and as represented at figure 13 , an element for modifying the radiation parameters is constituted by a rod or conductive strip 7, more particularly a rod or metal strip, positioned along the plane H, namely perpendicularly to the plane of the substrate of the antenna. In this case, the simulations carried out yielded curves of adaptation as a function of the frequency represented in FIG. figure 14 and a radiation pattern in the azimuthal plane and in the elevation plane shown in Figures 15 and 16 . The simulations were carried out with an element 7 of width 1 mm and length 25 mm, the parameters of the antenna being identical to those mentioned above. Curve D represents the antenna without modifying element while curve E represents an antenna structure in the presence of a horizontal modification element.

D'après les figures 15 et 16, l'on observe peu de modifications au niveau du gain total de l'antenne lorsqu'un élément conducteur horizontal est placé dans le faisceau du diagramme de rayonnement de l'antenne mais l'on observe une modification de la polarisation croisée, plus particulièrement une diminution des niveaux de polarisation croisée (courbe G) sans perturbation de l'adaptation de l'antenne de la figure 14.According to the Figures 15 and 16 there is little change in the total gain of the antenna when a horizontal conductive element is placed in the beam of the antenna radiation pattern, but a change in the cross polarization is observed, more particularly a decrease in the levels of cross polarization (curve G) without disturbing the adaptation of the antenna of the figure 14 .

On décrira maintenant avec référence aux figures 17, 18, 19 et 20 une modification de l'élément directeur vertical permettant de remédier à la dégradation de l'adaptation de l'antenne observée. Dans ce cas, une excroissance 8a, plus particulièrement un disque est inséré au milieu du bras métallique vertical 8. Toutefois, il est évident que l'excroissance peut avoir une autre forme telle qu'une forme carrée ou polygonale. Cet élément vient modifier l'environnement électromagnétique proche de l'ouverture de l'élément rayonnant et permet d'élargir la bande passante à -10dB, comme représenté sur la figure 18. Il permet également de diminuer le rayonnement arrière de l'ordre de 2dB en conservant un gain maximal très proche du gain de l'antenne associée à l'élément directeur vertical, comme représenté par le diagramme de la figure 19, notamment par la courbe H qui représente une structure d'antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm et la courbe I qui représente une structure d'antenne en présence d'un élément directeur de longueur 20 mm associé à un cercle métallique de rayon 4 mm.We will now describe with reference to Figures 17, 18, 19 and 20 a modification of the vertical steering element making it possible to remedy the degradation of the adaptation of the antenna observed. In this case, a protrusion 8a, more particularly a disc is inserted in the middle of the vertical metal arm 8. However, it is obvious that the protrusion may have another shape such as a square or polygonal shape. This element modifies the electromagnetic environment close to the opening of the radiating element and makes it possible to widen the bandwidth to -10 dB, as shown in FIG. figure 18 . It also makes it possible to reduce the backward radiation by about 2dB while maintaining a maximum gain very close to the gain of the antenna associated with the vertical director element, as represented by the diagram of the figure 19 , in particular by the curve H which represents an antenna structure in the presence of a director element of length 20 mm and the curve I which represents an antenna structure in the presence of a director element of length 20 mm associated with a metal circle of radius 4 mm.

Les figures 21 à 24 représentent respectivement pour les figures 21 et 22, deux autres modes de réalisation de l'élément de modification du diagramme de rayonnement et les figures 23 et 24, respectivement le diagramme de rayonnement dans le plan azimutal et le diagramme de rayonnement dans le plan d'élévation des deux modes de réalisation ci-dessus. Sur la figure 21, l'élément de modification 9 est constitué respectivement d'un élément conducteur vertical 9A et d'un élément conducteur horizontal 9B tandis que sur la figure 22, l'élément de modification du diagramme de rayonnement 10 est constitué d'un bras vertical 10A, d'un bras horizontal 10B et d'une excroissance formée par un cercle 10C. Le comportement de ces deux modes de réalisation est donné respectivement par les courbes J pour une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément horizontal de longueur 20 mm associé à un cercle métallique central de rayon 4 mm, comme représenté sur la figure 22 et par les courbes K pour une structure d'antenne en présence d'un élément directeur vertical de longueur 20 mm et d'un élément horizontal de longueur 25 mm pour le mode de réalisation de la figure 21.The Figures 21 to 24 represent respectively for Figures 21 and 22 , two other embodiments of the modification element of the radiation pattern and the Figures 23 and 24 respectively, the azimuthal radiation pattern and the elevation plane radiation pattern of the two embodiments above. On the figure 21 , the modifying element 9 consists respectively of a vertical conductive element 9A and a horizontal conductive element 9B while on the figure 22 , the modification element of the radiation pattern 10 consists of a vertical arm 10A, a horizontal arm 10B and an outgrowth formed by a circle 10C. The behavior of these two embodiments is given respectively by the curves J for an antenna structure in the presence of a vertical director element of length 20 mm and a horizontal element of length 20 mm associated with a central metal circle of radius 4 mm, as shown on the figure 22 and by the K curves for an antenna structure in the presence of a vertical director element of length 20 mm and a horizontal element of length 25 mm for the embodiment of the figure 21 .

Les diagrammes des figures 23 et 24 permettent de mettre en évidence l'amélioration du rapport avant-arrière dans le cas d'un élément semblable à celui de la figure 22.Diagrams of Figures 23 and 24 highlight the improvement of the front-to-back ratio in the case of an element similar to that of figure 22 .

Le diagramme de rayonnement de la figure 25 et la courbe d'adaptation de la figure 26 montrent les avantages d'une structure d'antenne munie d'un élément de modification du diagramme de rayonnement tel que représenté à la figure 22 (courbe J), par rapport à une antenne seule (courbe L). Le mode de réalisation de la figure 22 permet d'obtenir une adaptation semblable à celle d'une antenne seule tout en améliorant le gain de l'antenne et la direction du faisceau principal, et cela sans modifier les dimensions physiques de l'élément rayonnant lui-même.The radiation pattern of the figure 25 and the curve of adaptation of the figure 26 show the advantages of an antenna structure provided with a modification element of the radiation pattern as shown in FIG. figure 22 (curve J), compared to a single antenna (curve L). The embodiment of the figure 22 allows to obtain a similar adaptation to that of a single antenna while improving the gain of the antenna and the direction of the main beam, without changing the physical dimensions of the radiating element itself.

Il est évident pour l'homme de l'art que la présente invention s'applique aussi au cas où plusieurs éléments de modification du diagramme de rayonnement sont associés les uns avec les autres pour former par exemple un réseau d'éléments directeurs identiques ou différentsIt is obvious to those skilled in the art that the present invention is also applicable to the case where several modifying elements of the radiation pattern are associated with each other to form, for example, a network of identical or different guiding elements.

On décrira maintenant avec référence aux figures 27, 28 et 29, différents modes de réalisation de l'élément de modification du diagramme de rayonnement.We will now describe with reference to Figures 27, 28 and 29 , different embodiments of the radiation pattern modification element.

La figure 27 représente une structure d'antenne comportant un seul élément rayonnant 1 du type décrit ci-dessus, cet élément rayonnant étant entouré par un radome formé d'une enveloppe cylindrique extérieure 20A et d'une enveloppe cylindrique intérieure 20B. Dans ce cas, deux éléments directeurs verticaux sont positionnés selon le plan E de l'élément rayonnant. Ces éléments directeurs 30A et 30B sont constitués par des bandes métalliques réalisées directement sur le radome à l'aide d'une technique de métallisation de matière plastique.The figure 27 represents an antenna structure comprising a single radiating element 1 of the type described above, this radiating element being surrounded by a radome formed of an outer cylindrical envelope 20A and an inner cylindrical envelope 20B. In this case, two vertical guide elements are positioned according to the plane E of the radiating element. These guiding elements 30A and 30B consist of metal strips made directly on the radome using a plastic metallization technique.

Sur les figures 28 et 29, on a représenté une structure d'antenne 100 à quatre éléments rayonnants, ces quatre éléments étant interconnectés selon un axe vertical commun. La structure de deux 100A et 100B éléments rayonnants est représentée de manière plus claire sur la figure 29. Les quatre éléments sont montés sur un support horizontal 101 et recouverts d'un radome 110, formé d'une enveloppe extérieure 110A et d'une enveloppe intérieure 110B.On the Figures 28 and 29 , there is shown an antenna structure 100 with four radiating elements, these four elements being interconnected along a common vertical axis. The structure of two 100A and 100B radiating elements is represented more clearly on the figure 29 . The four elements are mounted on a horizontal support 101 and covered with a radome 110, formed of an outer envelope 110A and an inner envelope 110B.

Comme dans le mode de réalisation de la figure 27, des éléments directeurs métalliques verticaux 111 A et 111 B sont gravés sur la partie extérieure 110A et sur la partie intérieure 110B du radome dans le plan E de chaque élément rayonnant 100A, 100B.As in the embodiment of the figure 27 , vertical metal guide elements 111 A and 111 B are etched on the outer portion 110A and on the inner portion 110B of the radome in the plane E of each radiating element 100A, 100B.

La présente invention s'applique aussi à des structures d'antenne protégées par des radomes multicouches avec au moins un élément de modification du diagramme de rayonnement gravé sur chacune des couches.The present invention also applies to antenna structures protected by multilayer radomes with at least one modification element of the radiation pattern etched on each of the layers.

D'autres modes de réalisation peuvent être envisagés pour fixer des éléments de modification du diagramme de rayonnement. On peut insérer un substrat perpendiculaire au substrat sur lequel sont réalisés les éléments rayonnants et les motifs formant les éléments de modification du diagramme de rayonnement sont gravés sur ce substrat.Other embodiments may be envisaged to fix modifying elements of the radiation pattern. It is possible to insert a substrate perpendicular to the substrate on which the radiating elements are made and the patterns forming the modifying elements of the radiation pattern are etched on this substrate.

Selon une autre caractéristique de l'invention, la longueur électrique des éléments de modification du diagramme de rayonnement peut être modifiée en activant/désactivant des éléments de commutation tels que des diodes ou des MEMs placés entre les éléments par exemple. Il est aussi possible de prévoir des éléments de commutation interconnectant plusieurs éléments de modification entre eux. En fonction de l'état passant ou non des éléments de commutation, il est possible de modifier la structure du réseau d'éléments de modification.According to another characteristic of the invention, the electrical length of the modifying elements of the radiation pattern can be modified by activating / deactivating switching elements such as diodes or MEMs placed between the elements for example. It is also possible to provide switching elements interconnecting several modification elements with each other. Depending on whether switching elements are on or off, it is possible to modify the structure of the modification element network.

Claims (9)

Structure d'antenne planaire comportant sur un substrat (1), au moins un élément rayonnant constitué d'une fente (3) à rayonnement longitudinal et une ligne d'alimentation (4), ledit substrat étant entouré d'au moins un radome (20, 110), caractérisée en ce qu' au moins un élément (6, 6', 6", 7, 8, 9, 10) de modification du diagramme de rayonnement est positionné sur le radome dans la zone de rayonnement de l'élément rayonnant.Planar antenna structure comprising on a substrate (1), at least one radiating element consisting of a slot (3) with longitudinal radiation and a feed line (4), said substrate being surrounded by at least one radome ( 20, 110), characterized in that at least one element (6, 6 ', 6 ", 7, 8, 9, 10) for modifying the radiation pattern is positioned on the radome in the radiation zone of the radiating element. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de modification du diagramme de rayonnement est constitué par un élément conducteur (6, 6', 6") positionné dans un plan prolongeant le plan du substrat ou plan E.Structure according to claim 1, characterized in that the modifying element of the radiation pattern is constituted by a conductive element (6, 6 ', 6 ") positioned in a plane extending the plane of the substrate or plane E. Structure selon la revendication 2, caractérisée en ce que l'élément conducteur est positionné perpendiculairement à l'axe de symétrie de l'élément rayonnant ou décalé angulairement par rapport au dit axe de symétrie ou par rapport à un axe perpendiculaire à l'axe de symétrie.Structure according to claim 2, characterized in that the conductive element is positioned perpendicularly to the axis of symmetry of the radiating element or offset angularly with respect to said axis of symmetry or with respect to an axis perpendicular to the axis of symmetry. Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la fente à rayonnement longitudinal présente une ouverture de longueur supérieure ou égale à λ/2 (λ la longueur d'onde à la fréquence de fonctionnement), l'élément conducteur formant un élément réflecteur si sa longueur est supérieure à λ/2 et un élément directeur si sa longueur est inférieure à λ/2Structure according to one of claims 2 or 3, characterized in that the longitudinal radiation slot has an opening greater than or equal to λ / 2 (λ the wavelength at the operating frequency), the conductive element forming a reflective element if its length is greater than λ / 2 and a director element if its length is less than λ / 2 Structure selon l'une des revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que la fente à rayonnement longitudinal présente une ouverture de longueur inférieure à λ/2 (λ la longueur d'onde à la fréquence de fonctionnement), l'élément conducteur formant un élément réflecteur si sa longueur est supérieure à la longueur de l'ouverture et un élément directeur si sa longueur est inférieure à la longueur le d'ouverture.Structure according to one of claims 2 or 3, characterized in that the longitudinal radiation slot has an opening of less than λ / 2 length (λ the wavelength at the operating frequency), the conductive element forming a reflective element if its length is greater than the length of the opening and a director element if its length is less than the length of the opening. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'élément de modification du diagramme de rayonnement est constitué par un élément (7) conducteur positionné dans un plan perpendiculaire au plan du substrat ou plan H.Structure according to claim 1, characterized in that the element for modifying the radiation pattern is constituted by a conductive element (7) positioned in a plane perpendicular to the plane of the substrate or plane H. Structure selon l'une quelconque des revendications 2 à 6, caractérisée en ce que l'élément conducteur est constitué par une tige ou bande métallique (30A, 30B ; 111 A, 111 B).Structure according to any one of claims 2 to 6, characterized in that the conductive element is constituted by a rod or metal strip (30A, 30B; 111 A, 111 B). Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisée en ce que l'élément (8, 10) conducteur présente une excroissance (8a, 10c) agissant sur les paramètres d'adaptation de l'élément rayonnant.Structure according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the element (8, 10) conductor has a protrusion (8a, 10c) acting on the adaptation parameters of the radiating element. Structure d'antenne comportant N (N>1) éléments rayonnants réalisés sur N substrats interconnectés selon un axe commun perpendiculaire à l'axe de rayonnement de chaque élément rayonnant, caractérisée en ce que chaque élément rayonnant est associé avec au moins un élément de modification du diagramme de rayonnement positionné dans la zone de rayonnement de l'élément rayonnant selon l'une des revendications 2 à 8.Antenna structure comprising N (N> 1) radiating elements made on N substrates interconnected along a common axis perpendicular to the radiating axis of each radiating element, characterized in that each radiating element is associated with at least one modifying element of the radiation pattern positioned in the radiating region of the radiating element according to one of claims 2 to 8.
EP08171858A 2008-01-11 2008-12-16 Improvement of planar antennas comprising at least one radiating element such as a slot with longitudinal radiation Withdrawn EP2079131A1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0850173A FR2926402A1 (en) 2008-01-11 2008-01-11 IMPROVEMENT TO PLANAR ANTENNAS COMPRISING AT LEAST ONE LONGITUDINAL RADIATION-TYPE SLITTED ELEMENT

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP2079131A1 true EP2079131A1 (en) 2009-07-15

Family

ID=39431063

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP08171858A Withdrawn EP2079131A1 (en) 2008-01-11 2008-12-16 Improvement of planar antennas comprising at least one radiating element such as a slot with longitudinal radiation

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP2079131A1 (en)
FR (1) FR2926402A1 (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102361169A (en) * 2011-10-20 2012-02-22 东南大学 Non-coplanar delay line resistance loading antipodal Vivaldi pulse antenna
CN102361159A (en) * 2011-10-20 2012-02-22 东南大学 Tree access non-coplanar delay line resistance loading antipodal Vivaldi pulse antenna
CN102394355A (en) * 2011-10-20 2012-03-28 东南大学 Antipodal Vivaldi pulse antenna loaded with delay line and resistor
CN102509871A (en) * 2011-10-20 2012-06-20 东南大学 Micro-strip side feed anti-pode Vivaldi antenna
CN103635419A (en) * 2011-05-03 2014-03-12 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 Antenna system and uses thereof
CN107317101A (en) * 2017-05-23 2017-11-03 南京邮电大学 It is a kind of based on parasitic patch loading technique to heel Vivaldi antennas
CN108461910A (en) * 2018-04-27 2018-08-28 广东曼克维通信科技有限公司 Loaded antenna
CN109301451A (en) * 2018-08-30 2019-02-01 南京理工大学 A kind of wide band high-gain Vivaldi antenna
CN109449589A (en) * 2018-12-17 2019-03-08 西安电子工程研究所 The bidimensional active phased array antenna unit of characteristic is swept with wide bandwidth
CN111276804A (en) * 2020-02-11 2020-06-12 东南大学 Ultra-wideband antenna array based on digital coding and high-precision dual-beam scanning method thereof
CN113571890A (en) * 2021-07-26 2021-10-29 中国人民解放军63660部队 Coplanar Vivaldi antenna with L-shaped slot line

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0791977A2 (en) * 1996-02-20 1997-08-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Mobile radio antenna
DE202004008770U1 (en) * 2004-06-03 2004-08-12 Kathrein-Werke Kg Mobile radio base station antenna element has conducting main reflector, dual polarized radiator and cross shaped passive subreflector
US20050062673A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 National Taiwan University Of Science And Technology Method and apparatus for improving antenna radiation patterns
US20060061513A1 (en) * 2004-09-21 2006-03-23 Fujitsu Limited Planar antenna and radio apparatus

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0791977A2 (en) * 1996-02-20 1997-08-27 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd Mobile radio antenna
US20050062673A1 (en) * 2003-09-19 2005-03-24 National Taiwan University Of Science And Technology Method and apparatus for improving antenna radiation patterns
DE202004008770U1 (en) * 2004-06-03 2004-08-12 Kathrein-Werke Kg Mobile radio base station antenna element has conducting main reflector, dual polarized radiator and cross shaped passive subreflector
US20060061513A1 (en) * 2004-09-21 2006-03-23 Fujitsu Limited Planar antenna and radio apparatus

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ARAI H ET AL: "Bi-directional notch antenna with parasitic elements for tunnel booster system", ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM, 1997. IEEE., 1997 DIGEST MONTREAL, QUE., CANADA 13-18 JULY 1997, NEW YORK, NY, USA,IEEE, US, vol. 4, 13 July 1997 (1997-07-13), pages 2218 - 2221, XP010246648, ISBN: 978-0-7803-4178-4 *
KUGA N ET AL: "A bi-directional pattern antenna using short-tapered slot antenna", IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM. 2001 DIGEST. APS. BOSTON, MA, JULY 8 - 13, 2001; [IEEE ANTENNAS AND PROPAGATION SOCIETY INTERNATIONAL SYMPOSIUM], NEW YORK, NY : IEEE, US, vol. 3, 8 July 2001 (2001-07-08), pages 460 - 463, XP010564325, ISBN: 978-0-7803-7070-8 *
TAN-HUAT CHIO ET AL: "Parameter Study and Design of Wide-Band Widescan Dual-Polarized Tapered Slot Antenna Arrays", IEEE TRANSACTIONS ON ANTENNAS AND PROPAGATION, IEEE SERVICE CENTER, PISCATAWAY, NJ, US, vol. 48, no. 6, 1 June 2000 (2000-06-01), XP011003798, ISSN: 0018-926X *

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103635419A (en) * 2011-05-03 2014-03-12 雷蒙特亚特特拉维夫大学有限公司 Antenna system and uses thereof
CN102394355B (en) * 2011-10-20 2015-01-28 东南大学 Antipodal Vivaldi pulse antenna loaded with delay line and resistor
CN102394355A (en) * 2011-10-20 2012-03-28 东南大学 Antipodal Vivaldi pulse antenna loaded with delay line and resistor
CN102509871A (en) * 2011-10-20 2012-06-20 东南大学 Micro-strip side feed anti-pode Vivaldi antenna
CN102361159B (en) * 2011-10-20 2014-01-01 东南大学 Tree access non-coplanar delay line resistance loading antipodal Vivaldi pulse antenna
CN102361159A (en) * 2011-10-20 2012-02-22 东南大学 Tree access non-coplanar delay line resistance loading antipodal Vivaldi pulse antenna
CN102361169A (en) * 2011-10-20 2012-02-22 东南大学 Non-coplanar delay line resistance loading antipodal Vivaldi pulse antenna
CN107317101A (en) * 2017-05-23 2017-11-03 南京邮电大学 It is a kind of based on parasitic patch loading technique to heel Vivaldi antennas
CN108461910A (en) * 2018-04-27 2018-08-28 广东曼克维通信科技有限公司 Loaded antenna
CN109301451A (en) * 2018-08-30 2019-02-01 南京理工大学 A kind of wide band high-gain Vivaldi antenna
CN109449589A (en) * 2018-12-17 2019-03-08 西安电子工程研究所 The bidimensional active phased array antenna unit of characteristic is swept with wide bandwidth
CN109449589B (en) * 2018-12-17 2023-12-29 西安电子工程研究所 Two-dimensional active phased array antenna unit with wide bandwidth sweep characteristics
CN111276804A (en) * 2020-02-11 2020-06-12 东南大学 Ultra-wideband antenna array based on digital coding and high-precision dual-beam scanning method thereof
CN113571890A (en) * 2021-07-26 2021-10-29 中国人民解放军63660部队 Coplanar Vivaldi antenna with L-shaped slot line

Also Published As

Publication number Publication date
FR2926402A1 (en) 2009-07-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2079131A1 (en) Improvement of planar antennas comprising at least one radiating element such as a slot with longitudinal radiation
EP3547450B1 (en) Radiating element with circular polarisation implementing a resonance in a fabry-perot cavity
EP2564466B1 (en) Compact radiating element having resonant cavities
EP2175523B1 (en) Reflecting surface array and antenna comprising such a reflecting surface
EP1580844B1 (en) Phase shifter with linear polarization and a resonating length which can be varied using mem switches.
EP2710676B1 (en) Radiating element for an active array antenna consisting of elementary tiles
EP0899814B1 (en) Radiating structure
FR2909486A1 (en) MULTI-SECTOR ANTENNA
FR2911725A1 (en) ANTENNA OR ANTENNA MEMBER ULTRA-LARGE BAND.
EP2416449A1 (en) Parabolic-reflector antenna
CA2460820C (en) Broadband or multiband antenna
EP1551078B1 (en) Omnidirectional antenna with steerable diagram
EP3840124B1 (en) Antenna with leaky wave in afsiw technology
EP1516393B1 (en) Double polarization dual-band radiating device
EP2817850B1 (en) Electromagnetic band gap device, use thereof in an antenna device, and method for determining the parameters of the antenna device
FR2852150A1 (en) IMPROVEMENT TO RADIATION DIVERSITY ANTENNAS
EP0991135B1 (en) Selective antenna with frequency switching
EP0456579A1 (en) Plane orientable antenna, functioning in the microwave range
EP0831550B1 (en) Versatile array antenna
EP3264531A1 (en) Microwave antenna with dual reflector
EP0429338A1 (en) Circularly polarised antenna particularly for antenna arrays
WO2012013644A1 (en) Directional printed antenna that is preferably optically transparent
FR2522888A1 (en) ANTENNA WITH DOUBLE REFLECTOR WITH POLARIZATION TRANSFORMER INCORPORATED
FR2830987A1 (en) Waveguide-fed antenna, for microwave or millimeter wave communications, has metallic surface at end of guide with at least one central
FR2751138A1 (en) Microstrip array antenna

Legal Events

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MT NL NO PL PT RO SE SI SK TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: AL BA MK RS

17P Request for examination filed

Effective date: 20100111

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

Owner name: THOMSON LICENSING

AKX Designation fees paid

Designated state(s): DE FR GB

17Q First examination report despatched

Effective date: 20141013

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H01Q 13/08 20060101ALI20160209BHEP

Ipc: H01Q 21/24 20060101AFI20160209BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20160229

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 20160712