EP3293815B1 - Guides d'ondes millimétriques - Google Patents

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EP3293815B1
EP3293815B1 EP17186733.6A EP17186733A EP3293815B1 EP 3293815 B1 EP3293815 B1 EP 3293815B1 EP 17186733 A EP17186733 A EP 17186733A EP 3293815 B1 EP3293815 B1 EP 3293815B1
Authority
EP
European Patent Office
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waveguide
millimeter
strip
antennas
ribs
Prior art date
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Active
Application number
EP17186733.6A
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German (de)
English (en)
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EP3293815A1 (fr
Inventor
Didier Belot
Baudouin Martineau
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.)
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Original Assignee
Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
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.)
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Publication date
Application filed by Commissariat a lEnergie Atomique CEA, Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA filed Critical Commissariat a lEnergie Atomique CEA
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Publication of EP3293815B1 publication Critical patent/EP3293815B1/fr
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q9/00—Electrically-short antennas having dimensions not more than twice the operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q9/04—Resonant antennas
    • H01Q9/0407—Substantially flat resonant element parallel to ground plane, e.g. patch antenna
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
    • H01P3/00—Waveguides; Transmission lines of the waveguide type
    • H01P3/16—Dielectric waveguides, i.e. without a longitudinal conductor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present application relates to a millimeter waveguide made of a dielectric material and a millimeter wave transmission device comprising such a waveguide.
  • millimeter waves can be transmitted in a dielectric plastic waveguide.
  • the figure 1 is a diagram showing a millimeter wave transmission system 1 of the type described in the publication entitled " A 12.5 + 12.5 Gb / s Full-Duplex Plastic Waveguide Interconnect "by Satoshi Fukuda et al. (IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 46, No. 12, December 2011 ).
  • the millimeter wave transmission system 1 comprises a rectangular section waveguide 3 made of dielectric plastic, two antennas 5 and 5 ', two millimeter wave (TX / RX) transmission-reception circuits 7 and 7 ', and two modulation-demodulation circuits (MOD / DEMOD) 9 and 9'.
  • the antennas 5 and 5 ' are located at one of the ends of the waveguide 3.
  • the antennas 5 and 5' are for example suitable for transmitting and receiving millimeter waves which are propagated. in the waveguide 3.
  • the antenna 5 is connected to the millimeter wave transmission-reception circuit 7.
  • the antenna 5 ' is connected to the millimeter wave transmission-reception circuit 7' .
  • the transmission-reception circuit 7 is connected to the modulation-demodulation circuit 9 and, likewise, the transmission-reception circuit 7 'is connected to the modulation-demodulation circuit 9'.
  • the modulation-demodulation circuits 9 and 9 ' are respectively connected to input-output terminals 13 and 13'.
  • the millimeter waves transmitted by the waveguide 3 can be modulated by a binary signal applied to terminal 13 or 13 'and demodulated into a binary signal received at terminal 13' or 13.
  • the document EP 2 958 187 describes a flexible, bendable, torsion-tolerant terahertz waveguide.
  • the document JP S50 45652 describes a dielectric waveguide.
  • one embodiment provides a millimeter waveguide according to claim 1.
  • the ribs are parallel.
  • the waveguide comprises at least two bands of said dielectric material, the casing surrounding the bands, the ribs connecting the bands to each other and to the casing.
  • the two bands are parallel.
  • the guide is made of a dielectric material whose dielectric constant is between 2 and 4.
  • the waveguide is made of a plastic material, in particular polytetrafluoroethylene, polypropylene or polystyrene.
  • Another embodiment provides a device for transmitting first millimeter waves comprising a millimeter waveguide as defined above and at least four first antennas, each first antenna being adapted to transmit and receive the first millimeter waves, each end of the guide. being in contact with two of said first antennas.
  • said two first antennas at each end of the guide are spaced from each other by a length greater than or equal to half the emission wavelength of the first antennas.
  • each first antenna has a length of the order of the wavelength of the millimeter waves emitted by the first antenna.
  • the device comprises at least two second antennas, one of the second antennas being in contact with the guide at one end of the guide and the other second antenna being in contact with the guide at the end. other end of the guide, each second antenna being adapted to emit and receive second millimeter waves, the polarization of the second millimeter waves being perpendicular to within 10% to the polarization of the first millimeter waves.
  • the first millimeter waves have a frequency of between 30 GHz and 300 GHz.
  • the figure 2 is a cross section of one embodiment of a waveguide 20.
  • the waveguide 20 comprises a strip 22 of a dielectric material held by a support 24.
  • the strip 22 may have a substantially rectangular cross section.
  • the thickness E B of the strip 22 can be between 1 mm and 10 mm.
  • the support 24 is made of the same dielectric material as the strip 22.
  • the support 24 comprises an envelope 28 surrounding the strip 22.
  • the envelope 28 is connected to the lateral ends of the strip 22.
  • the support 24 comprises ribs 30 connecting the strip 22. 'envelope 28 to tape 22.
  • the ribs 30 are substantially parallel.
  • the ribs 30 may extend over the entire length of the waveguide 20.
  • the ribs 30 may be substantially perpendicular to the strip 22.
  • the strip 22, the casing 28 and the ribs 30 define cavities 32 which are filled with 'a gas or a gaseous mixture, for example air.
  • the cavities 32 are filled with a liquid or solid material whose dielectric constant is lower than that of the dielectric material making up the strip 22.
  • the band 22 is divided into N distinct transmission portions 26, N being an integer, for example between 3 and 16.
  • Each portion 26 is intended for the transmission of a millimeter wave.
  • each transmission portion 26 is located between two adjacent ribs 30.
  • five portions 26 are shown in figure 2 .
  • each transmission portion 26 may be located at the intersection between the strip 22 and the ribs 30.
  • the waveguide 20 can correspond to a single piece of the same plastic material.
  • the waveguide 20 can be obtained by molding or by extrusion.
  • the figure 3 shows an embodiment of a device 40 for transmitting millimeter waves comprising the waveguide 20 shown in figure 2 .
  • the transmission device 40 comprises N transmission / reception antennas 41, 41 '.
  • Each antenna 41, 41 ' is placed in contact with the axial end of one of the transmission portions 26, delimited by dotted lines in figure 3 .
  • the antennas 41, 41 ' are for example suitable for transmitting and receiving millimeter waves which propagate in the waveguide 20.
  • each antenna 41 is connected to a millimeter wave transmission-reception circuit 42.
  • the antenna 41 ′ is connected to an millimeter wave transceiver circuit 42 '.
  • the transmission-reception circuit 42 is connected to a modulation-demodulation circuit 43 and, likewise, the transmission-reception circuit 42 'is connected to a modulation-demodulation circuit 43'.
  • the modulation-demodulation circuits 43 and 43 ' are respectively connected to input-output terminals 44 and 44'.
  • the frequency band of each millimeter wave transmitted in the waveguide 20 can be between 30 GHz and 300 GHz.
  • antennas 41, 41 ′ can be connected to the same millimeter wave transmission-reception circuit which is adapted to separately process the signals supplied or received by the antennas 41, 41 ′.
  • the millimeter waves transmitted by each transmission portion 26 of the waveguide 20 can be modulated by a binary signal applied to terminal 44 or 44 'and demodulated into a binary signal received at terminal 44' or 44.
  • the width L B of each transmission portion 26 is greater than or equal, preferably substantially equal to the wavelength of the millimeter wave to be transmitted by the transmission portion 26.
  • the length of the two antennas located at each end of each transmission portion 26 is of the order of the wavelength of the millimeter wave to be transmitted by the transmission portion 26.
  • the antennas are narrowband antennas or antennas with wide band.
  • the thickness E N of each rib 30 which corresponds to the distance separating, in the plane of the cross section of the waveguide 20, two adjacent transmission portions 26 is for example greater than or equal to half the length d wave of millimeter waves transmitted by the transmission portions 26.
  • the thickness of the envelope 28 in the plane of the cross section of the waveguide 20 may further be greater than or equal to half the wavelength. millimeter waves transmitted by the transmission portions 26.
  • the total width L T of the waveguide 20 is therefore preferably greater than or equal to (3N + 1) * L B / 2.
  • the dielectric constant of the dielectric material forming the strip 22 of the waveguide 20 is between 1 and 4, preferably between 2 and 4.
  • the loss angle or tangent delta of the dielectric material forming the strip 22 of the waveguide. wave 20 is for example less than 10 -3 to ensure minimum losses of the signal in the waveguide 20.
  • This material can be a dielectric plastic such as, for example, polytetrafluoroethylene, polypropylene or polystyrene.
  • the wavelength of the electromagnetic waves propagating in the transmission portions 26 of the waveguide 20 is between 7 mm and 0.7 mm.
  • the millimeter waves propagate in the waveguide 20 while being substantially confined in the transmission portions 26 of the band 22. It can therefore be transmitted simultaneously N signals.
  • the wavelengths of the millimeter waves used may be the same or different.
  • the envelope 28 makes it possible to avoid direct contact between the strip 22 and a user or an object external to the waveguide 20.
  • the figure 4 is a cross section of the waveguide 20 which illustrates another embodiment of a method of transmitting data in which, in addition to the transmission of millimeter waves by the transmitting portions 26, transmitting antennas / reception are arranged at the ends of the waveguide 20 so as to allow the transmission of waves millimeter waves in the ribs 30.
  • the polarization of the millimeter waves transmitted in the ribs 30 is perpendicular to the polarization of the millimeter waves transmitted in the transmission portions 26 of the band 22.
  • each rib 30 extends on either side of strip 22.
  • each transmission portion 26 is located at the intersection between the strip 22 and a rib 30.
  • the millimeter waves propagate in the waveguide 20 while being substantially confined in the transmission portions 26 of the band 22 and millimeter waves propagate in the waveguide 20 being substantially confined in the ribs 30.
  • the polarization of the millimeter waves propagating in the ribs 30 being perpendicular to the polarization of the millimeter waves is propagating in the band 22, the confinement zones 46 can partially overlap the confinement zones 48. It can therefore be transmitted simultaneously 2N signals. This allows, compared to the embodiment illustrated in figure 1 , to substantially double the transmission rate at constant frequency band.
  • the waveguide 20 comprises a single strip 22 disposed in the envelope 28.
  • the waveguide may comprise M strips 22 disposed in the envelope 28, where M is an integer greater than or equal to to 2.
  • the figure 5 is a sectional view of a waveguide 50 in the case where M is equal to 3.
  • the three bands 22 can be substantially parallel.
  • the ribs 30 mechanically connect the bands 22 to the casing 28 and the bands 22 to one another.
  • the total thickness E T of the waveguide 50 is preferably greater than or equal to (3M + 1) * L B / 2.
  • the propagation of millimeter waves in the waveguide 50 can be carried out as has been described previously in relation to the figure 2 .
  • Each transmission portion 26 of each band 22 is then located between two adjacent ribs 30.
  • the number of millimeter waves capable of propagating in the guide d 'waves is then equal to N * M.
  • the propagation of the millimeter waves in the waveguide 50 can be carried out as has been described previously in relation to the figure 4 .
  • Millimeter waves are then transmitted in each band 22 and millimeter waves are transmitted in the ribs 30, the millimeter waves transmitted in the ribs 30 having a polarization substantially perpendicular to the polarization of the millimeter waves transmitted in the bands 22.
  • the number of millimeter waves transmitted in the bands 22. millimeter waves that can propagate in the waveguide is then equal to 2 * N * M.
  • the shape of the waveguide 20 and 50 is advantageously adapted to confine the millimeter waves in the volume internal to the envelope 28 in order to avoid strong signals at the surface of the guide d. waves, where the surface of the waveguide can be manipulated by a user.
  • the waveguide can be used in any application requiring a high speed link, for example between a data center and a server.
  • Dielectric plastics are also cheaper and lighter than copper and do not transmit electromagnetic emissions.

Landscapes

  • Waveguide Aerials (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Waveguide Connection Structure (AREA)

Description

    Domaine
  • La présente demande concerne un guide d'ondes millimétriques en un matériau diélectrique et un dispositif de transmission d'ondes millimétriques comprenant un tel guide d'ondes.
    • Exposé de l'art antérieur
  • Il est connu que l'on peut transmettre des ondes millimétriques dans un guide d'ondes en matière plastique diélectrique.
  • La figure 1 est un schéma représentant un système 1 de transmission d'ondes millimétriques du type décrit dans la publication intitulée "A 12.5+12.5 Gb/s Full-Duplex Plastic Waveguide Interconnect" de Satoshi Fukuda et al. (IEEE Journal of Solid-State Circuits, vol. 46, No. 12, décembre 2011). Le système de transmission d'ondes millimétriques 1 comprend un guide d'ondes à section rectangulaire 3 en une matière plastique diélectrique, deux antennes 5 et 5', deux circuits d'émission-réception d'ondes millimétriques (TX/RX) 7 et 7', et deux circuits de modulation-démodulation (MOD/DEMOD) 9 et 9'.
  • Les antennes 5 et 5' sont situées à l'une des extrémités du guide d'ondes 3. Les antennes 5 et 5' sont par exemple adaptées à émettre et à recevoir des ondes millimétriques qui se propagent dans le guide d'ondes 3. L'antenne 5 est connectée au circuit d'émission-réception d'ondes millimétriques 7. De même, l'antenne 5' est connectée au circuit d'émission-réception d'ondes millimétriques 7'. Le circuit d'émission-réception 7 est connecté au circuit de modulation-démodulation 9 et, de même, le circuit d'émission-réception 7' est connecté au circuit de modulation-démodulation 9'. Les circuits de modulation-démodulation 9 et 9' sont reliés respectivement à des bornes d'entrée-sortie 13 et 13'.
  • Les ondes millimétriques transmises par le guide d'ondes 3 peuvent être modulées par un signal binaire appliqué sur la borne 13 ou 13' et démodulées en un signal binaire reçu sur la borne 13' ou 13.
  • Il serait souhaitable de pouvoir transmettre simultanément plusieurs signaux par le guide d'ondes 3 pour augmenter le débit de transmission d'information.
  • Le document EP 2 958 187 décrit un guide d'ondes térahertz flexible, pliable et supportant une torsion.
  • Le document US 2014/285277 décrit un guide d'ondes diélectrique fabriqué en utilisant une technologie de circuits imprimés.
  • Le document JP S50 45652 décrit un guide d'ondes diélectrique.
    • Résumé
  • Ainsi, un mode de réalisation prévoit un guide d'ondes millimétriques selon la revendication 1.
  • Selon un mode de réalisation, les nervures sont parallèles.
  • Selon un mode de réalisation, le guide d'ondes comprend au moins deux bandes dudit matériau diélectrique, l'enveloppe entourant les bandes, les nervures reliant les bandes entre elles et à l'enveloppe.
  • Selon un mode de réalisation, les deux bandes sont parallèles.
  • Selon un mode de réalisation, le guide est en un matériau diélectrique dont la constante diélectrique est comprise entre 2 et 4.
  • Selon un mode de réalisation, le guide d'ondes est en une matière plastique, notamment du polytétrafluoroéthylène, du polypropylène ou du polystyrène.
  • Un autre mode de réalisation prévoit un dispositif de transmission de premières ondes millimétriques comprenant un guide d'ondes millimétriques tel que défini précédemment et au moins quatre premières antennes, chaque première antenne étant adaptée à émettre et recevoir les premières ondes millimétriques, chaque extrémité du guide étant en contact avec deux desdites premières antennes.
  • Selon un mode de réalisation, lesdites deux premières antennes à chaque extrémité du guide sont distantes l'une de l'autre d'une longueur supérieure ou égale à une demi-longueur d'onde d'émission des premières antennes.
  • Selon un mode de réalisation, chaque première antenne a une longueur de l'ordre de la longueur d'onde des ondes millimétriques émises par la première antenne.
  • Selon un mode de réalisation, le dispositif comprend au moins deux deuxièmes antennes, l'une des deuxièmes antennes étant en contact avec le guide à l'une des extrémités du guide et l'autre deuxième antenne étant en contact avec le guide à l'autre extrémité du guide, chaque deuxième antenne étant adaptée à émettre et recevoir des deuxièmes ondes millimétriques, la polarisation des deuxièmes ondes millimétriques étant perpendiculaire à 10 % près à la polarisation des premières ondes millimétriques.
  • Selon un mode de réalisation, les premières ondes millimétriques ont une fréquence comprise entre 30 GHz et 300 GHz.
    • Brève description des dessins
  • Ces caractéristiques et avantages, ainsi que d'autres, seront exposés en détail dans la description suivante de modes de réalisation particuliers faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles :
    • la figure 1, décrite précédemment, est un schéma représentant un système de transmission d'ondes millimétriques ;
    • la figure 2 est une vue en coupe, partielle et schématique, d'un mode de réalisation d'un guide d'ondes millimétriques ;
    • la figure 3 représente, de façon partielle et schématique, un mode de réalisation d'un dispositif de transmission d'ondes millimétriques comprenant le guide d'ondes millimétriques de la figure 2 ; et
    • les figures 4 et 5 sont des vues en coupe, partielles et schématiques, d'autres modes de réalisation d'un guide d'ondes millimétriques.
    Description détaillée
  • De mêmes éléments ont été désignés par de mêmes références dans les différentes figures et, de plus, les diverses figures ne sont pas tracées à l'échelle. Par souci de clarté, seuls les éléments utiles à la compréhension des modes de réalisation décrits ont été représentés et sont détaillés. En particulier, les circuits d'émission et de réception d'ondes millimétriques sont bien connus de l'homme du métier et ne sont pas décrits en détail. Sauf précision contraire, l'expression "de l'ordre de" signifie à 10 % près, de préférence à 5 % près.
  • La figure 2 est une section droite d'un mode de réalisation d'un guide d'ondes 20.
  • Le guide d'ondes 20 comprend une bande 22 en un matériau diélectrique maintenue par un support 24. La bande 22 peut avoir une section droite sensiblement rectangulaire. L'épaisseur EB de la bande 22 peut être comprise entre 1 mm et 10 mm. Le support 24 est réalisé dans le même matériau diélectrique que la bande 22. Le support 24 comprend une enveloppe 28 entourant la bande 22. L'enveloppe 28 est reliée aux extrémités latérales de la bande 22. Le support 24 comprend des nervures 30 reliant l'enveloppe 28 à la bande 22. Dans le présent mode de réalisation, les nervures 30 sont sensiblement parallèles. Les nervures 30 peuvent s'étendre sur toute la longueur du guide d'ondes 20. Les nervures 30 peuvent être sensiblement perpendiculaires à la bande 22. La bande 22, l'enveloppe 28 et les nervures 30 délimitent des cavités 32 qui sont remplies d'un gaz ou d'un mélange gazeux, par exemple de l'air. A titre de variante, les cavités 32 sont remplies d'un matériau liquide ou solide dont la constante diélectrique est inférieure à celle du matériau diélectrique composant la bande 22.
  • La bande 22 se divise en N portions de transmission 26 distinctes, N étant un nombre entier par exemple compris entre 3 et 16. Chaque portion 26 est destinée à la transmission d'une onde millimétrique. Dans le mode de réalisation représenté en figure 2, chaque portion de transmission 26 est située entre deux nervures adjacentes 30. A titre d'exemple, cinq portions 26 sont représentées en figure 2. A titre de variante, chaque portion de transmission 26 peut être située à l'intersection entre la bande 22 et des nervures 30.
  • Le guide d'ondes 20 peut correspondre à une pièce monobloc d'un même matériau plastique. Le guide d'ondes 20 peut être obtenu par moulage ou par extrusion.
  • La figure 3 représente un mode de réalisation d'un dispositif de transmission 40 d'ondes millimétriques comprenant le guide d'ondes 20 représenté en figure 2. A chaque extrémité axiale du guide d'ondes 20, le dispositif de transmission 40 comprend N antennes d'émission/réception 41, 41'. Chaque antenne 41, 41' est disposée au contact de l'extrémité axiale de l'une des portions de transmission 26, délimitées par des traits pointillés en figure 3. Les antennes 41, 41' sont par exemple adaptées à émettre et à recevoir des ondes millimétriques qui se propagent dans le guide d'ondes 20.
  • Selon un mode de réalisation, chaque antenne 41 est connectée à un circuit d'émission-réception d'ondes millimétriques 42. De même, l'antenne 41' est connectée à un circuit d'émission-réception d'ondes millimétriques 42'. Le circuit d'émission-réception 42 est connecté à un circuit de modulation-démodulation 43 et, de même, le circuit d'émission-réception 42' est connecté à un circuit de modulation-démodulation 43'. Les circuits de modulation-démodulation 43 et 43' sont reliés respectivement à des bornes d'entrée-sortie 44 et 44'. La bande de fréquence de chaque onde millimétrique transmise dans le guide d'ondes 20 peut être comprise entre 30 GHz et 300 GHz.
  • A titre de variante, plusieurs antennes 41, 41' peuvent être reliées à un même circuit d'émission-réception d'ondes millimétriques qui est adapté à traiter séparément les signaux fournis ou reçus par les antennes 41, 41'.
  • Les ondes millimétriques transmises par chaque portion de transmission 26 du guide d'ondes 20 peuvent être modulées par un signal binaire appliqué sur la borne 44 ou 44' et démodulées en un signal binaire reçu sur la borne 44' ou 44.
  • De préférence, la largeur LB de chaque portion de transmission 26 est supérieure ou égale, de préférence sensiblement égale à la longueur d'onde de l'onde millimétrique à transmettre par la portion de transmission 26. La longueur des deux antennes situées à chaque extrémité de chaque portion de transmission 26 est de l'ordre de la longueur d'onde de l'onde millimétrique à transmettre par la portion de transmission 26. A titre d'exemple, les antennes sont des antennes à bande étroite ou des antennes à bande large. En se référant à nouveau à la figure 2, l'épaisseur EN de chaque nervure 30 qui correspond à la distance séparant, dans le plan de la section droite du guide d'ondes 20, deux portions de transmission 26 adjacentes est par exemple supérieure ou égale à la moitié de la longueur d'onde des ondes millimétriques transmises par les portions de transmission 26. L'épaisseur de l'enveloppe 28 dans le plan de la section droite du guide d'ondes 20 peut en outre être supérieure ou égale à la moitié de la longueur d'onde des ondes millimétriques transmises par les portions de transmission 26. La largeur totale LT du guide d'ondes 20 est donc de préférence supérieure ou égale à (3N+1)*LB/2.
  • La constante diélectrique du matériau diélectrique formant la bande 22 du guide d'ondes 20 est comprise entre 1 et 4, de préférence comprise entre 2 et 4. L'angle de perte ou tangente delta du matériau diélectrique formant la bande 22 du guide d'ondes 20 est par exemple inférieure à 10-3 pour assurer des pertes minimales du signal dans le guide d'ondes 20. Ce matériau peut être une matière plastique diélectrique telle que par exemple du polytétrafluoroéthylène, du polypropylène ou du polystyrène. A titre d'exemple, pour un matériau de constante diélectrique égale à 2 et pour une fréquence comprise entre 30 GHz et 300 GHz, la longueur d'onde des ondes électromagnétiques se propageant dans les portions de transmission 26 du guide d'ondes 20 est comprise entre 7 mm et 0,7 mm. On peut par exemple utiliser des ondes à une fréquence de l'ordre de 60 GHz, pour laquelle, pour un matériau de constante diélectrique égale à 2, la longueur d'onde est égale à 3,5 mm. Pour N égal à 5, la largeur totale LT du guide d'ondes 20 est alors égale à 28 mm.
  • En fonctionnement, les ondes millimétriques se propagent dans le guide d'ondes 20 en étant sensiblement confinées dans les portions de transmission 26 de la bande 22. Il peut donc être transmis simultanément N signaux. Les longueurs d'onde des ondes millimétriques utilisées peuvent être identiques ou différentes. On a représenté de façon schématique en traits pointillés en figure 2 des zones de confinement 34 de chaque onde millimétrique dans le guide d'ondes 20. L'enveloppe 28 permet d'éviter un contact direct entre la bande 22 et un utilisateur ou un objet extérieur au guide d'ondes 20.
  • La figure 4 est une section droite du guide d'ondes 20 qui illustre un autre mode de réalisation d'un procédé de transmission de données dans lequel, en plus de la transmission d'ondes millimétriques par les portions de transmission 26, des antennes d'émission/réception sont disposées aux extrémités du guide d'ondes 20 de façon à permettre la transmission d'ondes millimétriques dans les nervures 30. Selon un mode de réalisation, la polarisation des ondes millimétriques transmises dans les nervures 30 est perpendiculaire à la polarisation des ondes millimétriques transmises dans les portions de transmission 26 de la bande 22. Dans le présent mode de réalisation, chaque nervure 30 s'étend de part et d'autre de la bande 22. De préférence, la largeur LN, mesurée dans le plan de la section droite, de chaque nervure 30 est supérieure ou égale, de préférence sensiblement égale à la longueur d'onde de l'onde millimétrique à transmettre par la nervure 30. Dans le mode de réalisation représenté en figure 4, chaque portion de transmission 26 est située à l'intersection entre la bande 22 et une nervure 30.
  • En fonctionnement, les ondes millimétriques se propagent dans le guide d'ondes 20 en étant sensiblement confinées dans les portions de transmission 26 de la bande 22 et des ondes millimétriques se propagent dans le guide d'ondes 20 en étant sensiblement confinées dans les nervures 30. On a représenté de façon schématique en traits pointillés en figure 4 les zones de confinement 46 de chaque onde millimétrique dans les portions de transmission 26 et les zones de confinement 48 de chaque onde millimétrique dans les nervures 30. La polarisation des ondes millimétriques se propageant dans les nervures 30 étant perpendiculaire à la polarisation des ondes millimétriques se propageant dans la bande 22, les zones de confinement 46 peuvent partiellement chevaucher les zones de confinement 48. Il peut donc être transmis simultanément 2N signaux. Ceci permet, par rapport au mode de réalisation illustré en figure 1, de doubler sensiblement le débit de transmission à bande de fréquence constante.
  • Dans les modes de réalisation représentés sur les figures 2 et 4, le guide d'ondes 20 comprend une seule bande 22 disposée dans l'enveloppe 28. A titre de variante, le guide d'ondes peut comprendre M bandes 22 disposées dans l'enveloppe 28, où M est un nombre entier supérieur ou égal à 2.
  • La figure 5 est une vue en coupe d'un guide d'ondes 50 dans le cas où M est égal à 3. Les trois bandes 22 peuvent être sensiblement parallèles. Les nervures 30 relient mécaniquement les bandes 22 à l'enveloppe 28 et les bandes 22 entre elles. L'épaisseur totale ET du guide d'ondes 50 est de préférence supérieure ou égale à (3M+1)*LB/2.
  • La propagation des ondes millimétriques dans le guide d'ondes 50 peut être réalisée comme cela a été décrit précédemment en relation avec la figure 2. Chaque portion de transmission 26 de chaque bande 22 est alors située entre deux nervures adjacentes 30. On a représenté de façon schématique en traits pointillés en figure 5 les zones de confinement 52 de chaque onde millimétrique dans le guide d'ondes 50 dans le cas où chaque portion de transmission 26 de chaque bande 22 est située entre deux nervures adjacentes 30. Le nombre d'ondes millimétriques pouvant se propager dans le guide d'ondes est alors égal à N*M.
  • A titre de variante, la propagation des ondes millimétriques dans le guide d'ondes 50 peut être réalisée comme cela a été décrit précédemment en relation avec la figure 4. Des ondes millimétriques sont alors transmises dans chaque bande 22 et des ondes millimétriques sont transmises dans les nervures 30, les ondes millimétriques transmises dans les nervures 30 ayant une polarisation sensiblement perpendiculaire à la polarisation des ondes millimétriques transmises dans les bandes 22. Le nombre d'ondes millimétriques pouvant se propager dans le guide d'ondes est alors égal à 2*N*M.
  • Selon les modes de réalisation décrits précédemment, la forme du guide d'ondes 20 et 50 est adaptée de façon avantageuse à confiner les ondes millimétriques dans le volume interne à l'enveloppe 28 afin d'éviter les forts signaux à la surface du guide d'ondes, la surface du guide d'ondes pouvant être manipulée par un utilisateur.
  • Avec les modes de réalisation du guide d'ondes décrits précédemment, on obtient une alternative à un câble classique à base de cuivre. Le guide d'ondes peut être utilisé dans toute application nécessitant un lien haut débit, par exemple entre un centre de calcul et un serveur. Les matières plastiques diélectriques sont, de plus, moins onéreuses et moins lourdes que le cuivre et ne transmettent pas les émissions électromagnétiques.

Claims (12)

  1. Guide d'ondes millimétriques (20 ; 50) comprenant :
    au moins une bande (22) dont la section transversale est configurée pour avoir plusieurs portions de transmission adaptées à transmettre chacune une onde millimétrique ;
    une enveloppe (28) entourant la bande et reliée à des extrémités latérales de la bande, et ;
    au moins quatre nervures (30) reliant la bande à l'enveloppe,
    ladite bande, ladite enveloppe et lesdites au moins quatre nervures étant en un même matériau diélectrique dont la constante diélectrique est comprise entre 1 et 4 ; l'enveloppe, la bande et les nervures délimitent des cavités (32) remplies d'un gaz, d'un mélange de gaz, d'un fluide ou d'un solide dont la constante diélectrique est inférieure à celle du matériau diélectrique.
  2. Guide d'ondes millimétriques selon la revendication 1, dans lequel la bande est de section transversale linéaire.
  3. Guide d'ondes millimétriques selon l'une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel les nervures (30) sont parallèles.
  4. Guide d'ondes millimétriques selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, comprenant au moins deux bandes (22) dudit matériau diélectrique, l'enveloppe (28) entourant les bandes, les nervures (30) reliant les bandes entre elles et à l'enveloppe (28).
  5. Guide d'ondes millimétriques selon la revendication 4, dans lequel les deux bandes (22) sont parallèles.
  6. Guide d'ondes millimétriques selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans lequel le guide (20 ; 40) est en un matériau diélectrique dont la constante diélectrique est comprise entre 2 et 4.
  7. Guide d'ondes millimétriques selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans lequel le guide d'ondes (3) est en une matière plastique, notamment du polytétrafluoroéthylène, du polypropylène ou du polystyrène.
  8. Dispositif (40) de transmission de premières ondes millimétriques comprenant un guide d'ondes millimétriques (20 ; 50) selon l'une quelconque des revendications 1 à 7 et au moins quatre premières antennes (41, 41'), chaque première antenne étant adaptée à émettre et recevoir les premières ondes millimétriques, chaque extrémité du guide (3) étant en contact avec deux desdites premières antennes (41, 41').
  9. Dispositif selon la revendication 8, dans lequel lesdites deux premières antennes (41, 41') à chaque extrémité du guide (20 ; 40) sont distantes l'une de l'autre d'une longueur supérieure ou égale à une demi-longueur d'onde d'émission des premières antennes.
  10. Dispositif selon la revendication 8 ou 9, dans lequel chaque première antenne (41, 41') a une longueur de l'ordre de la longueur d'onde des ondes millimétriques émises par la première antenne.
  11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant au moins deux deuxièmes antennes, l'une des deuxièmes antennes (41, 41') étant en contact avec le guide (20 ; 40) à l'une des extrémités du guide (3) et l'autre deuxième antenne (41, 41') étant en contact avec le guide à l'autre extrémité du guide (3), chaque deuxième antenne étant adaptée à émettre et recevoir des deuxièmes ondes millimétriques, la polarisation des deuxièmes ondes millimétriques étant perpendiculaire à 10 % près à la polarisation des premières ondes millimétriques.
  12. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 8 à 11, dans lequel les premières ondes millimétriques ont une fréquence comprise entre 30 GHz et 300 GHz.
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