EP2595245B1 - Directional mobile antenna with polarisation switching - Google Patents
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- EP2595245B1 EP2595245B1 EP12193036.6A EP12193036A EP2595245B1 EP 2595245 B1 EP2595245 B1 EP 2595245B1 EP 12193036 A EP12193036 A EP 12193036A EP 2595245 B1 EP2595245 B1 EP 2595245B1
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Description
La présente invention concerne une antenne plane directive mobile à commutation de polarisation. Elle s'applique notamment à la commutation d'antennes embarquées sur des mobiles au sol devant opérer des communications haut débit avec un satellite, en particulier un satellite géostationnaire.The present invention relates to a mobile directive plane antenna with polarization switching. It applies in particular to the switching of embedded antennas on ground mobiles to operate high-speed communications with a satellite, in particular a geostationary satellite.
Afin d'assurer des communications entre un point fixe, par exemple un satellite géostationnaire, et un point mobile, par exemple un véhicule au sol, une antenne permettant de traquer le point fixe est disposée au niveau du mobile. Les contraintes à respecter par cette antenne sont sévères. Notamment, elle doit être configurée pour ne pas émettre dans d'autres directions des signaux avec une densité de puissance supérieure à un niveau réglementé, afin de ne pas perturber le service assuré par des satellites adjacents. Une précision relativement élevée dans le suivi du satellite doit donc être garantie avec ce type d'antenne. A titre d'exemple, pour une couverture du continent européen, le réflecteur d'une antenne au sol (ou sur porteur aérien) doit pouvoir être orientée selon un intervalle d'angles compris entre environ 10° en élévation pour l'Espagne et 60° pour l'Europe du nord, le réflecteur étant orientable à 360°selon l'angle azimut. Le réflecteur, d'un diamètre d'environ 60 à 70 cm doit ainsi bénéficier d'une grande liberté de mouvements et d'un système de commande fiable et précis, ce qui conduit à des antennes volumineuses et coûteuses. De plus, lorsque la polarisation des signaux est linéaire - si par exemple le satellite comprend une antenne à source unique de signaux -, l'antenne au sol doit être constamment alignée sur la direction de polarisation.In order to ensure communications between a fixed point, for example a geostationary satellite, and a moving point, for example a vehicle on the ground, an antenna for tracking the fixed point is disposed at the mobile. The constraints to be respected by this antenna are severe. In particular, it must be configured not to emit in other directions signals with a power density greater than a regulated level, so as not to disturb the service provided by adjacent satellites. Relatively high accuracy in tracking the satellite must therefore be guaranteed with this type of antenna. For example, for a coverage of the European continent, the reflector of an antenna on the ground (or air carrier) must be oriented at an angle range of between approximately 10 ° in elevation for Spain and 60 ° for Northern Europe, the reflector being orientable at 360 ° according to the azimuth angle. The reflector, with a diameter of approximately 60 to 70 cm must thus enjoy a great freedom of movement and a reliable and precise control system, which leads to bulky and expensive antennas. In addition, when the polarization of the signals is linear - if, for example, the satellite comprises a single-source antenna of signals - the ground antenna must be constantly aligned with the polarization direction.
Afin de diminuer les contraintes à satisfaire par les antennes au sol et ainsi simplifier leur réalisation, une polarisation circulaire peut être employée à la place de la polarisation linéaire précitée, par exemple dans la bande Ka. A titre d'illustration, la bande de fréquence comprise entre 19,7 GHz et 20,2 GHz peut servir en réception au niveau du satellite, tandis que la bande comprise entre 29,5 GHz et 30 GHz peut être utilisée en émission, la couverture étant assurée par un ensemble de spots adjacents en circulation circulaire droite ou gauche.In order to reduce the constraints to be satisfied by the antennas on the ground and thus simplify their realization, a circular polarization can be used instead of the linear polarization mentioned above, for example in the Ka band. By way of illustration, the frequency band between 19.7 GHz and 20.2 GHz can be used for reception at the satellite, while the band between 29.5 GHz and 30 GHz can be used in transmission, the coverage being provided by a set of adjacent spots in right or left circular traffic.
Les satellites multifaisceaux couvrent un territoire avec une pluralité de spots configurés de telle sorte que les signaux émis sur deux spots voisins ne soient pas interférents. Aussi, la couverture d'un satellite comprend des spots ayant différentes fréquences de transmission et/ou différentes polarisations, deux spots voisins étant configurés de manière à ne pas avoir, à la fois, la même polarisation et la même fréquence de transmission. Les caractéristiques de fréquence et de polarisation des signaux émis sur un spot sont généralement désignées par l'expression « couleur de spot », deux spots voisins ayant donc des couleurs distinctes. A titre illustratif, avec deux polarisations différentes et deux fréquences de transmission différentes, quatre couleurs de spots peuvent être créées.Multibeam satellites cover a territory with a plurality of spots configured so that the signals transmitted on two neighboring spots are not interfering. Also, the coverage of a satellite comprises spots having different transmission frequencies and / or different polarizations, two neighboring spots being configured so as not to have, at the same time, the same polarization and the same transmission frequency. The frequency and polarization characteristics of the signals transmitted on a spot are generally designated by the expression "spot color", two neighboring spots thus having distinct colors. As an illustration, with two different polarizations and two different transmission frequencies, four spot colors can be created.
Les antennes embarquées sur des engins mobiles devant assurer une communication avec un satellite franchissent parfois une frontière entre deux spots. C'est le cas, par exemple, des antennes destinées à assurer une connexion internet à partir d'un aéronef ou d'un train. Lorsque l'antenne quitte la zone couverte par un premier spot configuré avec une première polarisation (par exemple circulaire droite) pour entrer dans la zone couverte par un deuxième spot configuré avec une deuxième polarisation (circulaire gauche), l'antenne doit commuter rapidement pour modifier sa polarisation d'émission et/ou de réception. En outre, les éléments rayonnants d'une antenne à formation de faisceaux doivent être suffisamment rapprochés les uns des autres pour éviter la formation de lobes de rayonnement latéraux, susceptibles de parasiter des systèmes de communication adjacents.Antennas embedded on mobile gear to ensure communication with a satellite sometimes cross a border between two spots. This is the case, for example, antennas for providing an internet connection from an aircraft or a train. When the antenna leaves the area covered by a first spot configured with a first polarization (for example circular right) to enter the area covered by a second spot configured with a second polarization (left circular), the antenna must switch quickly to modify its transmission and / or reception polarization. In addition, the radiating elements of a beam-forming antenna must be sufficiently close to one another to avoid the formation of lateral radiation lobes, which may interfere with adjacent communication systems.
Une publication de Kwang-Seop Son et al, parue en 2006 dans « Proceedings of Asia-Pacific Microwave conference » sous le titre « Waveguide Slot Array In-Motion Antenna for Receiving both RHCP and LHCP using Single Layer Polarizer », divulgue une structure d'antenne comportant des sources de signaux excitant des polarisateurs alignés sur un film. Les polarisateurs sont agencés en alternance dans des sens opposés et les sources sont séparées du film de polarisateurs par une couche isolante en radiofréquences et pourvue d'une série de cavités placées en regard des polarisateurs de manière à ce qu'à un instant donné, un polarisateur sur deux soit éclairé par une source. Le film peut être actionné en translation de sorte que les cavités soient placées en regard des polarisateurs qui n'étaient pas éclairés précédemment. Ces polarisateurs étant orientés dans un sens différent des premiers polarisateurs, la polarisation des signaux émis par l'antenne est inversée. Cette antenne permet donc de réaliser une commutation entre deux polarisations différentes. Toutefois, elle comporte des inconvénients. En effet, sa structure impose une distance relativement élevée entre les éléments rayonnants, ce qui engendre des lobes latéraux trop importants dans le diagramme de rayonnement.A publication of Kwang-Seop Son et al, published in 2006 in "Proceedings of Asia-Pacific Microwave Conference" under the title "Waveguide Slot Array In-Motion Antenna for Receiving both RHCP and LHCP using Single Layer Polarizer", discloses a structure of An antenna comprising signal sources exciting polarizers aligned on a film. The polarizers are arranged alternately in opposite directions and the sources are separated from the polarizer film by an RF insulating layer and provided with a series of cavities placed opposite the polarizers so that at a given moment a polarizer out of two is lit by a source. The film can be actuated in translation so that the cavities are placed opposite the polarizers which were not previously lit. These polarizers being oriented in one direction different from the first polarizers, the polarization of the signals emitted by the antenna is reversed. This antenna thus makes it possible to switch between two different polarizations. However, it has disadvantages. Indeed, its structure imposes a relatively high distance between the radiating elements, which generates sidelobes too important in the radiation pattern.
L'article de
Le document
Un but de l'invention est de proposer une antenne à formation de faisceau électronique directive et compacte apte à commuter sa polarisation. A cet effet, l'invention a pour objet une antenne à commutation de polarisation comme définit dans la revendication 1. L'antenne comprends entre autres une pluralité de guides d'ondes alimentés par des signaux radiofréquences et ajourés par des ouvertures disposées pour éclairer des éléments rayonnants placés sur des moyens de support mobiles dans un plan distant desdites ouvertures, lesdits moyens de support pouvant être configurés selon au moins deux configurations distinctes, ladite antenne étant caractérisée en ce que les éléments rayonnants éclairés selon une même configuration sont adjacents, les moyens de support étant adaptés à orienter les éléments rayonnants éclairés dans une première configuration selon une direction différente des éléments rayonnants éclairés dans une deuxième configuration. Les éléments rayonnants peuvent avoir une forme linéaire. L'antenne selon l'invention n'impose pas de distance entre les fentes rayonnantes, ce qui permet de respecter le critère de rejet des lobes de réseau en dehors d'une zone de balayage, même pour un balayage de +/-40°.An object of the invention is to provide a directional and compact electron beam forming antenna capable of switching its polarization. For this purpose, the subject of the invention is a polarization-switching antenna as defined in claim 1. The antenna comprises inter alia a plurality of waveguides fed by radiofrequency signals and perforated by apertures arranged to illuminate radiating elements placed on mobile support means in a plane remote from said openings, said support means being configurable according to at least two distinct configurations, said antenna being characterized in that the radiating elements illuminated in the same configuration are adjacent, the means with support being adapted to orient the illuminated radiating elements in a first configuration in a different direction of the radiating elements illuminated in a second configuration. The radiating elements can have a linear shape. The antenna according to the invention does not impose a distance between the radiating slots, which makes it possible to respect the rejection criterion of the grating lobes outside a scanning zone, even for a scan of +/- 40 ° .
Selon un mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, les éléments rayonnants éclairés selon la première configuration et les éléments rayonnants éclairés selon la deuxième configuration sont les mêmes, les moyens de supports étant adaptés à modifier leur orientation par rapport aux ouvertures. Ainsi, il n'est besoin que d'un seul élément rayonnant par ouverture et chacun des éléments rayonnants est éclairé via la même ouverture quelle que soit la configuration de polarisation.According to one embodiment of the antenna according to the invention, the radiating elements illuminated according to the first configuration and the radiating elements illuminated according to the second configuration are the same, the support means being adapted to modify their orientation relative to the openings. Thus, only one radiating element per aperture is needed and each of the radiating elements is illuminated via the same aperture irrespective of the polarization configuration.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les guides d'ondes sont des guides à section rectangulaires, les ouvertures étant réparties, pour chacun des guides d'ondes, sur une face dudit guide d'ondes en alternance de part et d'autre de son axe médian longitudinal. Grâce à l'utilisation de guides d'onde creux, les pertes sont réduites ; l'efficacité ohmique est maximale.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the waveguides are rectangular section guides, the openings being distributed, for each of the guides. of waves, on one side of said waveguide alternately on either side of its longitudinal median axis. Through the use of hollow waveguides, losses are reduced; the ohmic efficiency is maximum.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les ouvertures sont des fentes. Cette antenne est plus robuste que d'autres antennes planaires, telles que les antennes patch microstrip.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the openings are slots. This antenna is more robust than other planar antennas, such as microstrip patch antennas.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les fentes sont parallèles à l'axe longitudinal des guides d'ondes Ce mode de réalisation permet un gain de place.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the slots are parallel to the longitudinal axis of the waveguides This embodiment allows a saving of space.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les éléments rayonnants sont des dipôles. Les dipôles peuvent par exemple être formés d'une pièce métallique rectiligne.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the radiating elements are dipoles. The dipoles may for example be formed of a rectilinear metal piece.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les éléments rayonnants sont placés au-dessus des ouvertures à une hauteur comprise approximativement entre le cinquième et le quart de la longueur d'onde des signaux radiofréquences transitant dans les guides d'ondes.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the radiating elements are placed above the openings at a height of approximately between one-fifth and one-quarter of the wavelength of the radio-frequency signals transiting through the waveguides.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les moyens de support des éléments rayonnants sont constitués d'un matériau transparent aux ondes radiofréquence.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the means for supporting the radiating elements consist of a material that is transparent to radiofrequency waves.
Selon l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les moyens de support des éléments rayonnants comprennent plusieurs rubans parallèles maintenus au-dessus des ouvertures, lesdits rubans pouvant être agencés selon deux configurations, lesdits rubans étant aptes à se retourner de manière à placer une première face des rubans en regard des ouvertures dans la première configuration, et la face opposée desdits rubans en regard des ouvertures dans la deuxième configuration.According to the polarization switching antenna according to the invention, the means for supporting the radiating elements comprise a plurality of parallel ribbons held above the openings, said ribbons being able to be arranged in two configurations, said ribbons being able to turn over so as to placing a first face of the ribbons opposite the openings in the first configuration, and the opposite face of said ribbons facing the openings in the second configuration.
Selon un mode de réalisation de l'antenne à commutation de polarisation selon l'invention, les éléments rayonnants forment un angle non nul et non orthogonal avec l'axe longitudinal des rubans, les rubans étant aptes à entrer en rotation autour dudit axe longitudinal pour se retourner.According to one embodiment of the polarization switching antenna according to the invention, the radiating elements form a non-zero angle and non-orthogonal with the longitudinal axis of the ribbons, the ribbons being able to rotate about said longitudinal axis for to turn around.
Selon un exemple de l'antenne à commutation de polarisation, les moyens de support des éléments rayonnants comprennent des éléments pivotant alignés selon plusieurs rangées, lesdits moyens de support comprenant, pour chacune desdites rangées, une tige attenante aux éléments pivotant de ladite rangée, ladite tige et lesdits éléments pivotant étant configurés de manière à ce qu'un mouvement de translation de ladite tige entraîne lesdits éléments pivotant en rotation. La tige peut par exemple être une crémaillère, les éléments pivotant étant des cylindres comportant des stries sur leur bord pour pouvoir être entraînés par ladite crémaillère. Ainsi, il n'est besoin que d'un seul élément rayonnant par ouverture et chacun des éléments rayonnants est éclairé via la même ouverture quelle que soit la configuration de polarisation.According to an example of the polarization switching antenna, the support means of the radiating elements comprise pivoting elements aligned in several rows, said support means comprising, for each of said rows, a rod adjoining the pivoting elements of said row, said rod and said pivoting elements being configured so that a translation movement of said rod causes said rotating elements to rotate. The rod may for example be a rack, the pivoting elements being cylinders having streaks on their edge to be driven by said rack. Thus, only one radiating element per aperture is needed and each of the radiating elements is illuminated via the same aperture irrespective of the polarization configuration.
Selon un exemple de l'antenne à commutation de polarisation, les moyens de support des éléments rayonnants comprennent des rouleaux et une bande souple agencée pour pouvoir s'enrouler autour desdits rouleaux, la bande souple comportant une première partie sur laquelle sont fixés des éléments rayonnants adjacents orientés dans une première direction, et une deuxième partie sur laquelle sont fixés des éléments rayonnants adjacents orientés dans une direction différente de ladite première direction.According to an example of the polarization switching antenna, the means for supporting the radiating elements comprise rollers and a flexible band arranged to be able to wind around said rollers, the flexible band comprising a first part on which radiating elements are fixed. adjacent ones oriented in a first direction, and a second portion on which are attached adjacent radiating elements oriented in a direction different from said first direction.
D'autres caractéristiques apparaîtront à la lecture de la description détaillée donnée à titre d'exemple et non limitative qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent :
- la
figure 1 , un schéma de principe illustrant l'antenne selon l'invention ; - la
figure 2a , un premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention vu en perspective; - la
figure 2b , le premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention vu de côté ; - la
figure 2c , le premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention vu de dessus ; - les
figures 2d ,2e , et2f , des illustrations de la phase de commutation du premier mode de réalisation de l'antenne selon l'invention, vu en perspective ; - les
figures 3a, 3b et3c , un exemple de l'antenne - les
figures 4a, 4b et 4c , un autre exemple de l'antenne.
- the
figure 1 a schematic diagram illustrating the antenna according to the invention; - the
figure 2a , a first embodiment of the antenna according to the invention seen in perspective; - the
figure 2b , the first embodiment of the antenna according to the invention seen from the side; - the
Figure 2c , the first embodiment of the antenna according to the invention seen from above; - the
Figures 2d ,2nd , and2 F , illustrations of the switching phase of the first embodiment of the antenna according to the invention, seen in perspective; - the
Figures 3a, 3b and3c , an example of the antenna - the
Figures 4a, 4b and 4c , another example of the antenna.
Les
Un élément rayonnant 120 sous forme de dipôle est placé au-dessus de chaque ouverture 110, dans un plan parallèle au plan dans lequel sont inscrites les ouvertures 110. Le plan dans lequel sont placés les dipôles est avantageusement situé à une distance comprise entre le cinquième et le quart de la longueur d'onde des signaux transmis dans les guides d'ondes de manière à produire un champ issu de l'ouverture tel que deux composantes orthogonales de même amplitude et décalées en phase de 90° - c'est-à-dire un champ polarisé circulairement - soit obtenues. Le choix de la distance entraîne une différence de phase de 90°. Les dipôles 120 forment, en vue de dessus, un angle non nul et non perpendiculaire avec les ouvertures 110 formées dans le guide d'onde 101, 102, 103.A radiating
L'antenne selon l'invention peut prendre au moins deux configurations. La
Les
Les guides d'ondes 203a, 203b s'étendent parallèlement les uns aux autres. Ils peuvent être alimentés en signaux à partir d'une extrémité. Dans l'exemple, ces guides d'ondes 203a, 203b sont de section rectangulaire. Ils sont percés dans leur partie supérieure, de manière à former des fentes 231. Avantageusement, les fentes sont orientées parallèlement les unes aux autres et dans le sens longitudinal des guides d'ondes 203a, 203b. Dans l'exemple, les fentes sont placées à l'identique d'un guide d'onde 203a à l'autre 203b. De plus, dans chaque guide d'onde 203a, 203b, les fentes 231 sont de préférence placées en alternance de part et d'autre de l'axe médian longitudinal du guide d'onde pour que les fentes rayonnent en phase, de manière à former une grille régulière de fentes 231 sur l'ensemble de la surface de l'antenne 200.The
Les équerres 205a, 205b sont placées en regard l'une de l'autre, sur deux bords opposés des moyens de support 201, parallèlement aux guides d'ondes 203a, 203b. Des éléments de maintien 253a, 253b de rubans sont montés par paires sur chacune des équerres, un premier élément de maintien étant monté sur la première équerre 205a, un deuxième élément de maintien étant monté sur la deuxième équerre 205b, les deux éléments faisant face l'un à l'autre de manière à maintenir les rubans 251 a, 251 b à une distance prédéterminée au dessus des guides d'ondes 203a, 203b, les rubans s'étendant dans une direction perpendiculaire aux guides d'ondes. Les éléments de maintien 253a, 253b sont montés de sorte qu'ils sont aptes à tourner autour d'un axe reliant deux éléments de maintien 253a, 253b d'une même paire, c'est-à-dire par deux éléments de maintien supportant un même ruban 251 a. Les éléments de maintien 253a, 253b d'une même paire peuvent ainsi tourner de manière coordonnée pour entraîner le ruban qu'ils maintiennent en rotation autour de l'axe longitudinal du ruban 251a. Dans l'exemple, le premier élément de maintien 253a d'une paire est entraîné par des moyens de rotation commandés, le second élément de maintien 253b est simplement en rotation libre autour d'un axe et entraîné sous l'effet d'une rotation du ruban 251 a. Les moyens de rotation commandés peuvent comprendre un ensemble de deux pignons coniques 255, 256 permettant de transformer un mouvement de rotation autour d'un axe orthogonal au plan de l'antenne 200 en un mouvement de rotation autour d'un axe parallèle aux équerres 205a. Le premier pignon 255 est par exemple solidaire d'une tige 254 entraînée en rotation par un moteur (non représenté sur la figure). Le deuxième pignon 256 entraîne une vis sans fin 257 jouxtant les éléments de maintien 253a, 253b, permettant ainsi de leur transmettre le mouvement de rotation, ces éléments de maintien comportant une partie proéminente striée 258 dépassant à l'arrière de l'équerre 205b.The
Des dipôles 252a, 252b sont disposés sur les rubans 251 a, 251 b de sorte à être positionnés au-dessus des fentes 231 formés dans les guides d'ondes 203a, 203b. Les rubans 251 a, 251 b sont transparents aux signaux radiofréquences de manière à ne pas perturber l'effet rayonnant des dipôles 252a, 252b.
Les moyens de support 201 comportent une partie inférieure 211 et une partie supérieure 212, laquelle est montée de manière à se déplacer selon un axe orthogonal au plan formé par les moyens de support 201. Dans l'exemple, la partie inférieure 211 et la partie supérieure 212 sont des plaques de matériau aptes à s'éloigner ou à se rapprocher l'une de l'autre grâce à des moyens de coulissage, comprenant par exemple des tiges 254, vérins, vis sans fin, ou tout autre moyen permettant de faire varier la distance entre les deux parties 211, 212. La partie supérieure 212 conserve une distance constante avec les équerres 205a, 205b et les rubans 251 a, 251 b, les équerres 205a, 205b étant fixées sur cette partie supérieure 212. La partie inférieure 211 conserve une distance constante avec les guides d'ondes 203a, 203b, les guides d'ondes 203a, 203b étant fixés sur des montants solidaires de cette partie inférieure 211. Ainsi lorsque les deux parties 211, 212 s'éloignent, les équerres 205a, 205b et les rubans 251 a, 251 b s'éloignent des guides d'ondes 203a, 203b.The support means 201 comprise a
En fonctionnement normal de l'antenne 200, la partie inférieure 211 et la partie supérieure 212 sont accolées. La distance entre les fentes 231 et les rubans 251 a, 251 b est choisie de sorte que les signaux radiofréquences transitant à travers les fentes 231 excitent les dipôles et permettent ainsi de créer un réseau d'éléments rayonnants selon une polarisation donnée.In normal operation of the
Lorsqu'une rotation des rubans 251 a, 251 b doit être effectuée, la partie supérieure 212 est éloignée de la partie inférieure 211, de manière à ne pas endommager les rubans 251 a, 251 b et/ou les éléments de maintien 253a, 253b lors de la rotation, en évitant une collision de ces éléments avec les guides d'ondes 203a, 203b. Aussi, lorsque la polarisation de l'antenne doit commuter, la partie supérieure 212 se détache de la partie inférieure 211 pour laisser la rotation des rubans 251 a, 251 b se dérouler sans dommage, avant de rapprocher de nouveau les deux parties 211, 212 une fois que la rotation a été effectuée - le rapprochement peut intervenir progressivement une fois que la rotation d'un quart de tour a été effectuée.When a rotation of the
Les
Lorsqu'une commutation de l'antenne 200 est effectuée, la partie supérieure 212 des moyens de support est déplacée pour l'éloigner de la partie inférieure 211. Une fois que les rubans 251 a, 251 b sont suffisamment distants des guides d'ondes 203a, 203b, la tige 254 est commandée en rotation. Cette tige 254 provoque la rotation du premier pignon conique 255, qui transmet le mouvement de rotation au deuxième pignon conique 256, lequel assure la rotation de la vis sans fin 257 pour faire tourner les éléments de maintien 253a fixés sur l'équerre 205a, et en conséquence les rubans 251 a, et les éléments de maintien 253b fixés sur l'équerre opposée 205b. La
Contrairement à certaines antennes connues dans l'art antérieur, aucun élément n'est intercalé entre les dipôles, quelle que soit la configuration de l'antenne, ce qui permet de réduire l'espacement entre les dipôles. L'agencement des fentes et des dipôles permet ainsi d'obtenir une antenne comportant une densité élevée d'éléments rayonnants, tout en ayant la capacité de commuter sa polarisation.Unlike some antennas known in the prior art, no element is interposed between the dipoles, regardless of the configuration of the antenna, which reduces the spacing between the dipoles. The arrangement of slots and dipoles thus provides an antenna having a high density of radiating elements, while having the ability to switch its polarization.
Les
L'antenne 300 prend au moins deux configurations, une première configuration, illustrée en
L'orientation de dipôles disposés selon une rangée est commandée par une crémaillère 340 placée le long de cette rangée. Par exemple, une rangée 350 comportant des supports pivotants 310 placés au-dessus de guides d'ondes différents 303a, 303b, 303c est commandée par une crémaillère attenante aux supports pivotant et comportant des crans au moins au niveau des supports pivotants 310. Les supports pivotant 310, dans l'exemple cylindriques, comportent des stries sur leur paroi, de sorte que lorsque la crémaillère 340 est déplacée selon un mouvement de translation le long de la rangée 350, elle entraîne les supports pivotant 310 en rotation, et par conséquent les dipôles 320 qui y sont fixés. Une crémaillère différente peut être affectée à chaque rangée de dipôles, de manière à ce que des moyens d'entraînement entraînent la translation de l'ensemble desdites crémaillères, pour faire tourner tous les supports pivotant et ainsi modifier la configuration de polarisation de l'antenne. Avantageusement, l'antenne 300 est configurée pour que les translations de crémaillères 340 correspondent à une rotation d'un demi-tour des supports pivotant 310.The orientation of dipoles arranged in a row is controlled by a
Selon un autre exemple de l'antenne, la crémaillère 340 est remplacée par une tige maintenue en pression contre les supports pivotant 310, ladite tige ayant des capacités d'adhérence aux supports pivotant 310, ladite tige et lesdits supports pivotant étant par exemple formés d'une matière caoutchouteuse.According to another example of the antenna, the
Les
L'antenne 400 comprend également un ensemble de guides d'ondes comprenant des ouvertures en forme de fentes 431, ainsi que des moyens d'entraînement de la bande souple 401 afin de placer cette bande souple 401 au dessus des fentes 431 en faisant correspondre les positions des dipôles 420 et les positions des fentes 431. Les moyens d'entraînement peuvent comprendre deux rouleaux 440 (la
Selon une première configuration de l'antenne 400, les rouleaux 440 sont activés pour placer la première partie 411 au dessus des fentes 431, afin de générer une première polarisation d'antenne. Selon une deuxième configuration de l'antenne 400, les rouleaux 440 sont activés pour placer la deuxième partie 412 au dessus des fentes 431, afin de générer une deuxième polarisation d'antenne.In a first configuration of the antenna 400, the
La commutation d'antenne peut ainsi être déclenchée par l'activation motorisée des rouleaux dans un sens ou dans l'autre, afin de modifier l'orientation des dipôles éclairés par les signaux radiofréquences transitant par les fentes des guides d'ondes.The antenna switching can thus be triggered by the motorized activation of the rollers in one direction or the other, in order to modify the orientation of the dipoles illuminated by the radio frequency signals passing through the slots of the waveguides.
Un avantage de l'antenne selon l'invention est qu'elle n'impose pas de distance entre les fentes, ce qui permet de densifier le réseau d'éléments rayonnants et ainsi d'obtenir un diagramme de rayonnement directif.An advantage of the antenna according to the invention is that it does not impose a distance between the slots, which makes it possible to densify the array of radiating elements and thus to obtain a directional radiation pattern.
Claims (9)
- A polarisation switching antenna comprising a plurality of waveguides (203a, 203b, 303) fed with radiofrequency signals and perforated with openings (231, 331, 431) that are disposed so as to illuminate radiating elements (252a, 252b, 320, 420) placed on support means (251a, 251b, 310, 401) in a plane remote from said openings,
said support means can be configured in at least two distinct configurations, the radiating elements illuminated in the same configuration being adjacent, said support means (251a, 251b, 310, 401) are movable and are adapted to orient the radiating elements illuminated in a first configuration in a direction that is different to the radiating elements illuminated in a second configuration, and characterised in that
said means for supporting said radiating elements (252a, 252b, 320, 420) comprise a plurality of parallel strips (251a, 251b) held above openings (231), said strips being able to be arranged in two configurations, said strips (251a, 251b) being capable of upturning so as to place a first face of said strips (251a, 251b) opposite openings (231) in the first configuration and the opposite face of said strips opposite openings in the second configuration. - The polarisation switching antenna according to claim 1, wherein said radiating elements (252a, 252b, 320) that are illuminated according to the first configuration and said radiating elements (252a, 252b, 320) that are illuminated according to the second configuration are the same, said support means (251a, 251b, 310) being adapted to modify their orientation relative to said openings (231, 331).
- The polarisation switching antenna according to claim 1 or 2, wherein said waveguides (203a, 203b, 303) are rectangular-section guides, said openings (231, 331, 431) being alternately distributed, for each of the waveguides, on a face of said waveguides on either side of its longitudinal median axis (233).
- The polarisation switching antenna according to any one of the preceding claims, wherein said openings (231, 331, 431) are slots.
- The polarisation switching antenna according to claim 4, wherein said slots are parallel to said longitudinal axis (233) of said waveguides.
- The polarisation switching antenna according to any one of the preceding claims, wherein said radiating elements are dipoles.
- The polarisation switching antenna according to any one of the preceding claims, wherein said radiating elements are placed above said openings (231, 331, 431) at a height that is between a fifth and a quarter of the wavelength of the radiofrequency signals passing through said waveguides (203a, 203b, 303).
- The polarisation switching antenna according to any one of the preceding claims, wherein said means (251a, 251b, 310, 401) for supporting said radiating elements are made up of a material that is transparent to the radiofrequency waves.
- The polarisation switching antenna according to any one of the preceding claims, wherein said radiating elements (252a, 252b) form a non-zero and non-orthogonal angle with the longitudinal axis of said strips (251a, 251b), said strips (251a, 251b) being capable of rotating about said longitudinal axis (251a, 251b) so as to upturn.
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