EP3422469B1 - Procédé de pointage d'une antenne active, dispositif de pilotage associé et antenne active - Google Patents
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- EP3422469B1 EP3422469B1 EP18180195.2A EP18180195A EP3422469B1 EP 3422469 B1 EP3422469 B1 EP 3422469B1 EP 18180195 A EP18180195 A EP 18180195A EP 3422469 B1 EP3422469 B1 EP 3422469B1
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Definitions
- the present invention relates to a method for pointing an active antenna.
- the present invention also relates to an associated steering device and an active antenna.
- the invention is particularly usable in the field of telecommunications requiring very precise pointing of the antennas. In some cases, pointing accuracy must reach a few tenths of a degree. This is particularly the case of antennas mounted on satellites or on any other mobile device in space or on the earth's surface, in the air or in or on water.
- active antenna an antenna which makes it possible to implement electronic pointing without physical movements being necessary.
- such an antenna generally comprises an electronic control allowing it to orient its beam in different directions.
- one of these methods known in the state of the art under the term "conscan” (from the English “conical-scanning” or conical sweep in French), proposes to rotate continuously a passive antenna having a symmetry of revolution, along the elevation and azimuth axes of this antenna, to describe a cone in space.
- Such a method is generally implemented by a deviation measurement device which then defines laws of continuous rotation of the antenna around each of the axes.
- the deviation measurement device also makes it possible to measure the level of the signals received in each position scanned by the antenna and then to readjust the antenna in the direction towards which this level is maximum.
- the object of the present invention is to propose a pointing method implementing a particularly precise pointing of an active antenna and this independently of the shape of this antenna.
- the subject of the invention is a method for pointing an active antenna according to claim 1.
- the pointing method comprises one or more of the characteristics of claims 2 to 11.
- the invention also relates to a device for controlling an active antenna comprising means configured to implement the method as defined above.
- the invention also relates to an active antenna according to claim 13.
- the antenna 10 of the figure 1 is an active antenna mounted for example on a satellite (not shown) or on any other mobile device in space or on the earth's surface, in the air or in or on water.
- the antenna 10 makes it possible to transmit radio signals to an object of interest 11 and to receive radio signals from this object of interest 11.
- the object of interest 11 presents for example a terrestrial station when the antenna 10 is mounted on a satellite, or a satellite when the antenna 10 is mounted for example on a terrestrial mobile machine.
- the antenna 10 comprises a support 12 arranged in a fixed manner on a support plane 13 and a movable part 14 mounted in a movable manner on the support 12.
- the support plane 13 presents an at least locally flat part of the external surface of the satellite and comprises all the means necessary to mechanically and electronically connect the antenna 10 and in particular the support 12 to the moving machine.
- the mobile part 14 comprises a base 16, for example of parallelepiped shape, and a support arm 18 connecting the base 16 to the support 12.
- the base 16 has a flat surface 20 defining a normal N oriented towards the object of interest 11 and comprising a plurality of radiating sources 22A to 22N disposed for example in a homogeneous manner on this surface 20.
- Each of the radiating sources 22A to 22N is known per se and in particular allows the transmission and reception of radioelectric signals according to methods known per se.
- the radiating sources 22A to 22N define a radiation diagram of the antenna 10. This diagram includes in particular a vertex which corresponds to an antenna lobe.
- the antenna lobe corresponds to the gain curve as a function of the angle with respect to the normal N.
- the elementary signals emitted by the set of radiating sources 22A to 22N then form a single beam intended for the object of interest 11.
- the maximum gain of the beam corresponds to the optimum gain of the antenna which then has a precise position in space.
- the position of the optimum antenna gain corresponds to the optimum point of concentration of this beam to be received by the various radiating sources 22A to 22N.
- the base 16 is mechanically orientable by the actuation of the support arm 18 which has a suitable structure for this purpose.
- the base 16 is rotatable around a first mechanical axis X parallel to the support plane 13 and to the flat surface 20, and around a second mechanical axis Y perpendicular to the support plane 13.
- the rotation of the base 16 around the first mechanical axis X varies an elevation angle of the antenna 10.
- This first mechanical axis X is known by the term “elevation axis” of the antenna 10.
- the second mechanical axis Y is known by the term "azimuth axis" of the antenna 10 and in particular makes it possible to define an azimuth angle of the antenna 10.
- azimuth angle is understood the angle formed between the orthogonal projection of the normal N on the support plane 13 and a half-line of reference included in this support plane 13 and having as its origin the point of intersection of the second mechanical axis Y with the support plane 13.
- the support 12 comprises a mechanical part making it possible in particular to actuate the support arm 14 and an electronic part controlling the operation of the mechanical part and, in general, of the antenna 10.
- the mechanical part notably comprises a mechanical pointing module 31.
- This mechanical pointing module 31 comprises two electric motors making it possible to actuate the support arm 12 via support means provided for this purpose, to rotate the base 16 around the first mechanical axis X and around the second mechanical axis Y. Each of these motors is configured to rotate the base 16 around one of these axes independently of the other motor.
- the mechanical pointing module 31 then makes it possible to modify the azimuth angle and the elevation angle of the antenna 10 and thus to mechanically modify the position of the optimum antenna gain.
- the electronic part notably comprises an electronic pointing module 32 and a control device 33 of the antenna 10.
- the electronic pointing module 32 is for example in the form of a plurality of phase shifters controlled by a programmable circuit or any other control means.
- phase shifters is associated with one of the radiating sources 22A to 22N and makes it possible to phase shift by a given phase shift value, each elementary signal intended for transmission by this source.
- the electronic pointing module 32 makes it possible to electronically modify the position of the optimum antenna gain without changing the angles of azimuth or elevation, c that is to say, without mechanical change of the position of the base 16.
- the mechanical pointing module 31 and the electronic pointing module 32 thus form means for pointing the antenna 10.
- the control device 33 is for example in the form of a programmable circuit and/or software stored in a memory and executable by a processor provided for this purpose in the antenna 10.
- the control device 33 makes it possible to control the operation of the antenna 10.
- the control device 33 also makes it possible to implement a method for pointing the antenna 10 according to the invention by controlling the operation of the mechanical pointing 31 and electronic pointing 32 modules.
- the pointing method comprises an initial phase PI, a deviation measurement phase PE and a final phase PF.
- control device 33 controls the operation of the mechanical pointing module 31 in order to mechanically arrange the optimum antenna gain in an initial pointing direction.
- the initial pointing direction is obtained for example from data relating to the geographic position of the object of interest 11 at the current time. These data come for example from a database relating to the trajectory of the satellite and/or to the trajectory of the object of interest 11.
- control device 33 activates the operation of one or both motors of the mechanical pointing module 31 to pivot the base 20 around a main mechanical axis or/and around a secondary mechanical axis to reach the initial pointing direction.
- the main mechanical axis is the first mechanical axis X and the secondary mechanical axis is the second mechanical axis Y.
- the references “X” and “Y” will be used hereafter as well to designate respectively the main mechanical axis and the secondary mechanical axis.
- the main mechanical axis is the second mechanical axis Y and the secondary mechanical axis is the first mechanical axis X.
- the piloting device 33 moves on to the deviation measurement phase PE.
- This phase PE is implemented to increase the accuracy of the pointing obtained during the initial phase PI.
- the deviation measurement phase PE comprises a step 110 of scanning different positions of the optimum antenna gain.
- control device 33 controls the operation of the mechanical pointing module 31 to pivot the base 16 around the main mechanical axis X with a speed following a sinusoid.
- control device 33 controls the operation of the electronic pointing module 32 to electronically modify the position of the optimum antenna gain from one side to the other of a perpendicular separation plane. to the main mechanical axis X.
- This separation plane is defined so that it includes the initial pointing direction or the pointing direction calculated previously by the piloting device 33.
- This electronic modification of the position of the optimum antenna gain is carried out for example by tilting from a first position to a second position, the two positions being located on either side of the separation plane.
- this electronic modification of the position of the optimum antenna gain is carried out by rotation of the position of the optimum antenna gain around an electronic axis included in the plane of separation and perpendicular to the axis main mechanic X.
- the different scanned positions of the antenna gain form two bands arranged on either side of the separation plane.
- These bands extend along the lateral surface of a cylinder in a manner substantially parallel to each other.
- the bands are arranged for example symmetrically with respect to the separation plane and/or axisymmetrically with respect to the initial pointing direction.
- these bands are schematically represented on the picture 3 illustrating an example of the implementation of step 110.
- step 110 24 positions P 1 to P 24 of the optimum antenna gain have been successively scanned.
- the bands P 1 P 12 and P 13 P 24 are arranged symmetrically with respect to the separation plane P visible on the picture 3 and axisymmetric with respect to the initial pointing direction D which is perpendicular to the plane of the picture 3 .
- the initial pointing direction D is formed by the intersection of the separation plane P and a plane perpendicular to this separation plane P and passing between the positions P 6 and P 7 and the positions P 19 and P 18 .
- each successive passage from position P 1 to position P 12 is obtained by causing the base 20 to pivot mechanically around the main mechanical axis X in one direction, for example from top to bottom on the figure 1 .
- each successive passage from position P 13 to position P 24 is obtained by causing the base 20 to pivot mechanically around the main mechanical axis X in the direction opposite to that mentioned above (from bottom to top on the figure 1 ).
- the deviation measurement phase PE further comprises a step 120 for measuring the quality of the signals received.
- This step 120 is implemented by the control device 33 in parallel with step 110.
- control device 33 measures the quality of the signals received in each of the positions of the optimum antenna gain, scanned during step 110.
- the quality of the signals received is for example measured with respect to the noise accompanying them or by using any other method making it possible to quantify the quality of a radioelectric signal.
- the quality measurements acquired in the positions P 1 to P 24 will be denoted respectively by Q 1 to Q 24 .
- the PE deviation measurement phase finally comprises a step 130 for determining the positioning error of the initial pointing direction which is implemented for example in parallel (sliding average) with steps 110 and 120.
- the control device 33 determines a first spacing value ⁇ 1 and a second spacing value ⁇ 2 from the initial pointing direction.
- the first spacing value ⁇ 1 is determined as a function of the difference of the averages or of the sums of the measurements acquired in the positions of the optimum antenna gain located on one side of the separation plane and of the measurements acquired in the positions of the gain antenna located on the other side of the separation plane.
- the second spacing value ⁇ 2 is determined as a function of the difference between the means of the measurements acquired in the various positions of the optimum antenna gain, weighted by the value of the sinusoid in the position of the corresponding optimum antenna gain.
- control device 33 determines a new pointing direction making it possible to minimize the positioning error of the initial pointing direction.
- the first spacing value ⁇ 1 corresponds to the horizontal spacing of the new pointing direction with respect to the initial pointing direction D and the second spacing value ⁇ 2 corresponds to the vertical spacing of the new direction of pointing relative to the initial pointing direction D
- control device 33 controls the operation of the mechanical pointing 31 and/or electronic pointing 32 modules to point the antenna 10 according to the new positioning direction.
- the piloting device 33 still implements the deviation measurement phase PE in which the initial pointing direction corresponds to the new pointing direction obtained.
- the PE and PF phases are thus repeated several times.
- control device 33 is slaved to each new pointing direction obtained during the deviation measurement phase PE.
- the pointing method according to the invention makes it possible to depoint an active antenna in a particularly precise manner, even when this antenna does not have rotational symmetry.
- the implementation of this method is independent of the shape of the antenna.
- the method according to the invention makes it particularly simple since only a few electronic switches between two positions are necessary. Thus, there is no need for a particularly fast command nor for a particularly small scanning step, which considerably simplifies the requirements imposed on the electronic means implementing such scanning.
Landscapes
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
Description
- La présente invention concerne un procédé de pointage d'une antenne active.
- La présente invention concerne également un dispositif de pilotage associé et une antenne active.
- L'invention est particulièrement utilisable dans le domaine de télécommunications nécessitant d'un pointage très précis des antennes. Dans certains cas, la précision du pointage doit atteindre quelques dixièmes de degrés. Ceci est particulièrement le cas des antennes montées sur les satellites ou sur tout autre engin mobile dans l'espace ou sur la surface terrestre, dans l'air ou dans ou sur l'eau.
- On entend par antenne active, une antenne qui permet de mettre en oeuvre un pointage électronique sans que des mouvements physiques soient nécessaires. En particulier, une telle antenne comporte généralement une commande électronique lui permettant d'orienter son faisceau selon différentes directions.
- Pour les antennes passives, c'est-à-dire pour les antennes dépourvues de dépointage électronique, on connait déjà des méthodes permettant d'atteindre une précision de pointage particulièrement élevée.
- On connait par exemple le document
US 4 881 078 A décrivant un système de pointage comprenant une antenne à commutation de faisceau. - On connait aussi le document
US 6 400 315 B1 décrivant un système de commande pour une antenne réseau à commande de phase. - Selon un autre exemple, l'une de ces méthodes, connue dans l'état de la technique sous le terme « conscan » (de l'anglais « conical-scanning » ou balayage conique en français), propose de faire tourner de manière continue une antenne passive ayant une symétrie de révolution, selon les axes d'élévation et d'azimut de cette antenne, pour décrire un cône dans l'espace.
- Une telle méthode est généralement mise en oeuvre par un dispositif d'écartométrie qui définit alors des lois de rotation continue de l'antenne autour de chacun des axes.
- Le dispositif d'écartométrie permet en outre de mesurer le niveau des signaux reçus dans chaque position balayée par l'antenne et de recaler ensuite l'antenne sur la direction vers laquelle ce niveau est maximal.
- Toutefois, la méthode conscan se trouve inadaptée pour les antennes actives.
- En particulier, pour mettre en oeuvre un balayage continu par un pointage électronique, il est nécessaire de choisir un pas de balayage relativement petit pour éviter des « marches » tout en disposant d'une période de commande électronique suffisamment rapide. On conçoit alors que cela n'est pas toujours possible.
- De plus, une grande partie des antennes actives ne dispose pas de symétrie de révolution de sorte que la méthode conscan est inappropriée pour ce type d'antennes.
- La présente invention a pour but de proposer un procédé de pointage mettant en oeuvre un pointage particulièrement précis d'une antenne active et ceci indépendamment de la forme de cette antenne.
- À cet effet, l'invention a pour objet un procédé de pointage d'une antenne active conforme à la revendication 1.
- Suivant d'autres aspects avantageux de l'invention, le procédé de pointage comprend une ou plusieurs des caractéristiques des revendications 2 à 11.
- L'invention a également pour objet un dispositif de pilotage d'une antenne active comportant des moyens configurés pour mettre en oeuvre le procédé tel que défini cidessus.
- L'invention a également pour objet une antenne active conforme à la revendication 13.
- Ces caractéristiques et avantages de l'invention apparaitront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple non limitatif, et faite en référence aux dessins annexés, sur lesquels :
- la
figure 1 est une vue schématique d'une antenne active selon l'invention, l'antenne active comportant notamment un dispositif de pilotage selon l'invention ; - la
figure 2 est un organigramme d'un procédé de pointage selon l'invention, le procédé étant mis en oeuvre par le dispositif de pilotage de lafigure 1 ; et - la
figure 3 est une illustration d'une étape du procédé de lafigure 2 . - L'antenne 10 de la
figure 1 est une antenne active montée par exemple sur un satellite (non-illustré) ou sur tout autre engin mobile dans l'espace ou sur la surface terrestre, dans l'air ou dans ou sur l'eau. L'antenne 10 permet d'émettre des signaux radioélectriques vers un objet d'intérêt 11 et de recevoir des signaux radioélectriques issus de cet objet d'intérêt 11. - L'objet d'intérêt 11 présente par exemple une station terrestre lorsque l'antenne 10 est montée sur un satellite, ou un satellite lorsque l'antenne 10 est montée par exemple sur un engin mobile terrestre.
- En référence à la
figure 1 , l'antenne 10 comporte un support 12 disposé de manière fixée sur un plan de support 13 et une partie mobile 14 montée de manière mobile sur le support 12. - Si l'antenne 10 est montée sur un satellite, le plan de support 13 présente une partie au moins localement plate de la surface externe du satellite et comporte tous les moyens nécessaires pour raccorder mécaniquement et électroniquement l'antenne 10 et notamment le support 12 à l'engin mobile.
- La partie mobile 14 comporte une embase 16 par exemple de forme parallélépipédique et un bras de support 18 raccordant l'embase 16 au support 12.
- L'embase 16 présente une surface plate 20 définissant une normale N orientée vers l'objet d'intérêt 11 et comportant une pluralité de sources rayonnantes 22A à 22N disposées par exemple de manière homogène sur cette surface 20.
- Chacune des sources rayonnantes 22A à 22N est connue en soi et permet notamment l'émission et la réception des signaux radioélectriques selon des méthodes connues en soi.
- En outre, comme connu en soi, les sources rayonnantes 22A à 22N définissent un diagramme de rayonnement de l'antenne 10. Ce diagramme comporte notamment un sommet qui correspond à un lobe d'antenne.
- En particulier, le lobe d'antenne correspond à la courbe de gain en fonction de l'angle par rapport à la normale N. Les signaux élémentaires émis par l'ensemble des sources rayonnantes 22A à 22N, forme ensuite un faisceau unique destiné à l'objet d'intérêt 11. Le gain maximal du faisceau correspond au gain optimal d'antenne qui a alors une position précise dans l'espace.
- Inversement, à la réception d'un faisceau issu de l'objet d'intérêt 11, la position du gain optimal d'antenne correspond au point optimal de concentration de ce faisceau pour être reçu par les différentes sources rayonnantes 22A à 22N.
- L'embase 16 est orientable mécaniquement par l'actionnement du bras de support 18 qui présente à cet effet une structure adaptée.
- En particulier, l'embase 16 est rotative autour d'un premier axe mécanique X parallèle au plan de support 13 et à la surface plate 20, et autour d'un deuxième axe mécanique Y perpendiculaire au plan de support 13.
- La rotation de l'embase 16 autour du premier axe mécanique X fait varier un angle d'élévation de l'antenne 10. Ce premier axe mécanique X est connu sous le terme « axe d'élévation » de l'antenne 10.
- Dans l'exemple décrit, par angle d'élévation, on comprend l'angle formé entre la normale N et le plan de support 13.
- Le deuxième axe mécanique Y est connu sous le terme « axe d'azimut» de l'antenne 10 et permet notamment de définir un angle d'azimut de l'antenne 10.
- Dans l'exemple décrit, par angle d'azimut, on comprend l'angle formé entre la projection orthogonale de la normale N sur le plan de support 13 et une demi-droite de référence comprise dans ce plan de support 13 et ayant pour origine le point d'intersection du deuxième axe mécanique Y avec le plan de support 13.
- Le support 12 comprend une partie mécanique permettant notamment d'actionner le bras de support 14 et une partie électronique contrôlant le fonctionnement de la partie mécanique et de manière générale, de l'antenne 10.
- En particulier, la partie mécanique comprend notamment un module de pointage mécanique 31.
- Ce module de pointage mécanique 31 comprend deux moteurs électriques permettant d'actionner le bras de support 12 via des moyens de support prévus à cet effet, pour faire tourner l'embase 16 autour du premier axe mécanique X et autour du deuxième axe mécanique Y. Chacun de ces moteurs est configuré pour faire tourner l'embase 16 autour de l'un de ces axes indépendamment de l'autre moteur.
- Le module de pointage mécanique 31 permet alors de modifier l'angle d'azimut et l'angle d'élévation de l'antenne 10 et de modifier ainsi mécaniquement la position du gain optimal d'antenne.
- La partie électronique comprend notamment un module de pointage électronique 32 et un dispositif de pilotage 33 de l'antenne 10.
- Le module de pointage électronique 32 se présente par exemple sous la forme d'une pluralité de déphaseurs contrôlés par un circuit programmable ou tout autre moyen de contrôle.
- Chacun de ces déphaseurs est associé à l'une des sources rayonnantes 22A à 22N et permet de déphaser d'une valeur de déphasage donnée, chaque signal élémentaire destiné à l'émission par cette source.
- Ainsi, en contrôlant le fonctionnement des déphaseurs de manière appropriée et selon des méthodes connues en soi, le module de pointage électronique 32 permet de modifier électroniquement la position du gain optimal d'antenne sans changer les angles d'azimut ou d'élévation, c'est-à-dire, sans changement mécanique de la position de l'embase 16.
- Le module de pointage mécanique 31 et le module de pointage électronique 32 forment ainsi des moyens de pointage de l'antenne 10.
- Le dispositif de pilotage 33 se présente par exemple sous la forme d'un circuit programmable et/ou d'un logiciel stocké dans une mémoire et exécutable par un processeur prévu à cet effet dans l'antenne 10.
- Le dispositif de pilotage 33 permet de piloter le fonctionnement de l'antenne 10.
- Le dispositif de pilotage 33 permet en outre de mettre un oeuvre un procédé de pointage de l'antenne 10 selon l'invention en pilotant le fonctionnement des modules de pointage mécanique 31 et de pointage électronique 32.
- Ce procédé de pointage sera désormais expliqué en détail en référence à la
figure 2 présentant un organigramme des étapes de ce procédé. - Ainsi, en référence à cette
figure 2 , le procédé de pointage comporte une phase initiale PI, une phase d'écartométrie PE et une phase finale PF. - Lors de la phase initiale PI, le dispositif de pilotage 33 pilote le fonctionnement du module de pointage mécanique 31 afin de disposer mécaniquement le gain optimal d'antenne suivant une direction de pointage initial.
- La direction de pointage initial est obtenue par exemple à partir des données relatives à la position géographique de l'objet d'intérêt 11 à l'instant courant. Ces données sont par exemple issues d'une base de données relative à la trajectoire du satellite et/ou à la trajectoire de l'objet d'intérêt 11.
- Ainsi, lors de cette phase initiale PI, le dispositif de pilotage 33 active le fonctionnement de l'un ou des deux moteurs du module de pointage mécanique 31 pour pivoter l'embase 20 autour d'un axe mécanique principal ou/et autour d'un axe mécanique secondaire pour atteindre la direction de pointage initial.
- Dans l'exemple décrit ci-dessous, l'axe mécanique principal est le premier axe mécanique X et l'axe mécanique secondaire est le deuxième axe mécanique Y. Ainsi, les références « X » et « Y » seront utilisées par la suite également pour désigner respectivement l'axe mécanique principal et l'axe mécanique secondaire.
- Selon une autre variante de réalisation (non-décrite), l'axe mécanique principal est le deuxième axe mécanique Y et l'axe mécanique secondaire est le premier axe mécanique X.
- Puis, le dispositif de pilotage 33 passe à la phase d'écartométrie PE.
- Cette phase PE est mise en oeuvre pour augmenter la précision du pointage obtenu lors de la phase initiale PI.
- Pour ce faire, la phase d'écartométrie PE comporte une étape 110 de balayage de différentes positions du gain optimal d'antenne.
- En particulier, lors de cette étape 110, le dispositif de pilotage 33 pilote le fonctionnement du module de pointage mécanique 31 pour pivoter l'embase 16 autour de l'axe mécanique principal X avec une vitesse suivant une sinusoïde.
- Autrement dit, dans ce cas, la vitesse angulaire de rotation de la position du gain optimal autour de l'axe mécanique principal X suit une loi sinusoïdale.
- En outre, lors de la même étape 110, le dispositif de pilotage 33 pilote le fonctionnement du module de pointage électronique 32 pour modifier électroniquement la position du gain optimal d'antenne d'un côté vers l'autre d'un plan de séparation perpendiculaire à l'axe mécanique principal X.
- Ce plan de séparation est défini de sorte qu'il comprenne la direction de pointage initiale ou la direction de pointage calculée précédemment par le dispositif de pilotage 33.
- Cette modification électronique de la position du gain optimal d'antenne s'effectue par exemple par basculement d'une première position vers une deuxième position, les deux positions étant situées de part et d'autre du plan de séparation.
- Selon une variante de réalisation, cette modification électronique de la position du gain optimal d'antenne s'effectue par rotation de la position du gain optimal d'antenne autour d'un axe électronique compris dans le plan de séparation et perpendiculaire à l'axe mécanique principal X.
- Ainsi, lors de cette étape 110, les différentes positions balayées du gain d'antenne forment deux bandeaux disposés de part et d'autre du plan de séparation.
- Ces bandeaux s'étendent suivant la surface latérale d'un cylindre de manière sensiblement parallèle entre eux.
- Les bandeaux sont disposés par exemple de manière symétrique par rapport au plan de séparation et/ou de manière axisymétrique par rapport à la direction de pointage initial.
- En projection sur un plan, ces bandeaux sont schématiquement représentés sur la
figure 3 illustrant un exemple de la mise en oeuvre de l'étape 110. - Ainsi, selon cet exemple, lors de l'étape 110, 24 positions P1 à P24 du gain optimal d'antenne ont été successivement balayées.
- Ces positions forment donc deux bandeaux parallèles P1P12 comprenant les positions P1 à P12 et P13P24 comprenant les positions P13 à P24.
- Les bandeaux P1P12 et P13P24 sont disposés de manière symétrique par rapport au plan de séparation P visible sur la
figure 3 et de manière axisymétrique par rapport à la direction de pointage initial D qui est perpendiculaire au plan de lafigure 3 . - En particulier, sur la
figure 3 , la direction de pointage initial D est formée par l'intersection du plan de séparation P et d'un plan perpendiculaire à ce plan de séparation P et passant entre les positions P6 et P7 et les positions P19 et P18. - Selon le même exemple, chaque passage successif de la position P1 vers la position P12 est obtenu en faisant pivoter mécaniquement l'embase 20 autour l'axe mécanique principal X selon un sens, par exemple du haut vers le bas sur la
figure 1 . - Puis, le passage de la position P12 vers la position P13 est obtenu par un basculement électronique de la position du gain optimal d'antenne de la partie gauche de la
figure 3 vers sa partie droite. - Finalement, chaque passage successif de la position P13 vers la position P24 est obtenu en faisant pivoter mécaniquement l'embase 20 autour l'axe mécanique principal X selon le sens opposé à celui mentionné précédemment (du bas vers le haut sur la
figure 1 ). - En revenant à la
figure 2 , la phase d'écartométrie PE comprend en outre une étape 120 de mesure de la qualité des signaux reçus. Cette étape 120 est mise en oeuvre par le dispositif de pilotage 33 en parallèle avec l'étape 110. - En particulier, lors de cette étape 120, le dispositif de pilotage 33 mesure la qualité des signaux reçus dans chacune des positions du gain optimal d'antenne, balayées lors de l'étape 110.
- La qualité des signaux reçus est par exemple mesurée par rapport aux bruits les accompagnant ou en utilisant toute autre méthode permettant de quantifier la qualité d'un signal radioélectrique.
- Dans l'exemple de la
figure 3 , les mesures de qualité acquises dans les positions P1 à P24 seront dénotées respectivement par Q1 à Q24. - La phase d'écartométrie PE comprend finalement une étape 130 de détermination de l'erreur de positionnement de la direction de pointage initial qui est mise en oeuvre par exemple en parallèle (moyenne glissante) avec les étapes 110 et 120.
- En particulier, lors de cette étape 130, le dispositif de pilotage 33 détermine une première valeur d'écartement δ1 et une deuxième valeur d'écartement δ2 de la direction de pointage initial.
- La première valeur d'écartement δ1 est déterminée en fonction de la différence des moyennes ou des sommes des mesures acquises dans les positions du gain optimal d'antenne situées d'un côté du plan de séparation et des mesures acquises dans les positions du gain optimal d'antenne situées de l'autre côté du plan de séparation.
- La deuxième valeur d'écartement δ2 est déterminée en fonction de la différence des moyennes des mesures acquises dans les différentes positions du gain optimal d'antenne, pondérées de la valeur de la sinusoïde dans la position du gain optimal d'antenne correspondante.
- Puis, en utilisant les valeurs d'écartement déterminées, le dispositif de pilotage 33 détermine une nouvelle direction de pointage permettant de minimiser l'erreur de positionnement de la direction de pointage initial.
-
-
- Sur la
figure 3 , la première valeur d'écartement δ1 correspond à l'écartement horizontal de la nouvelle direction de pointage par rapport à la direction de pointage initial D et la deuxième valeur d'écartement δ2 correspond à l'écartement vertical de la nouvelle direction de pointage par rapport à la direction de pointage initial D - Puis, lors de la phase finale PF, le dispositif de pilotage 33 pilote le fonctionnement des modules de pointage mécanique 31 et/ou de pointage électronique 32 pour pointer l'antenne 10 selon la nouvelle direction de positionnement.
- Selon une variante de réalisation, après cette phase, le dispositif de pilotage 33 met encore en oeuvre la phase d'écartométrie PE dans laquelle la direction de pointage initial correspond à la nouvelle direction de pointage obtenue. Les phases PE et PF sont ainsi réitérées plusieurs fois.
- Dans ce cas, le dispositif de pilotage 33 s'asservit sur chaque nouvelle direction de pointage obtenue lors de la phase d'écartométrie PE.
- On conçoit alors que la présente invention présente un certain nombre d'avantages.
- En particulier, le procédé de pointage selon l'invention permet de dépointer de manière particulièrement précise une antenne active et ceci même lorsque cette antenne ne dispose pas de symétrie de révolution. En effet, la mise en oeuvre de ce procédé est indépendante de la forme de l'antenne.
- De plus, en ce qui concerne le balayage électronique, le procédé selon l'invention permet de le rendre particulièrement simple car seulement quelques basculements électroniques entre deux positions sont nécessaires. Ainsi, il n'y a pas besoin de commande particulièrement rapide ni de pas de balayage particulièrement petit ce qui simplifie considérablement les exigences demandées aux moyens électroniques mettant en oeuvre un tel balayage.
- En ce qui concerne le balayage mécanique, seul un mouvement continu selon l'un des axes mécaniques est nécessaire. Ceci permet alors de diminuer l'usure mécanique due à l'application des commandes alternées selon chacun des axes, comme cela est proposé dans l'état de la technique.
Claims (13)
- Procédé de pointage d'une antenne active (10), l'antenne (10) comportant une pluralité de sources rayonnantes (22A,...,22N) disposées sur une embase (16) et définissant un gain optimal d'antenne, et des moyens de pointage (31, 32) aptes à modifier la position du gain optimal d'antenne mécaniquement en pivotant l'embase (16) et électroniquement en commandant un déphasage des sources rayonnantes (22A,...,22N) ;le procédé comprenant une phase d'écartométrie (PE) comportant une étape de balayage (110) de différentes positions du gain optimal d'antenne et une étape de mesure (120) de la qualité de signaux reçus dans ces différentes positions ;le procédé étant caractérisé en ce que l'étape de balayage (110) de différentes positions du gain optimal d'antenne est mise en oeuvre par les moyens de pointage (31, 32) en pivotant mécaniquement la position du gain optimal d'antenne autour d'un axe mécanique principal (X) avec une vitesse suivant une sinusoïde et en modifiant électroniquement la position du gain optimal d'antenne d'un côté vers l'autre d'un plan de séparation (P) perpendiculaire à l'axe mécanique principal (X).
- Procédé selon la revendication 1, dans lequel les positions du gain optimal d'antenne balayées lors de la phase d'écartométrie (PE) forment deux bandeaux sensiblement parallèles entre eux et disposés de part et d'autre du plan de séparation (P) et de préférence, s'étendant suivant la surface latérale d'un cylindre.
- Procédé selon la revendication 1 ou 2, dans lequel la modification électronique de la position du gain optimal d'antenne d'un côté vers l'autre du plan de séparation (P) comprend le basculement de la position du gain optimal d'antenne d'un côté vers l'autre du plan de séparation (P).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans lequel la modification électronique de la position du gain optimal d'antenne d'un côté vers l'autre du plan de séparation comprend la rotation de la position du gain optimal d'antenne autour d'un axe électronique compris dans le plan de séparation (P).
- Procédé selon la revendication 4, dans lequel l'axe électronique est un axe d'azimut de l'antenne (10) ou un axe d'élévation de l'antenne (10).
- Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, comprenant en outre une phase initiale (PI) comprenant le pointage de l'antenne (10) suivant une direction de pointage initial (D) en pivotant l'embase (16) autour de l'axe mécanique principal (X) et d'un axe mécanique secondaire (Y) perpendiculaire à l'axe mécanique principal (X).
- Procédé selon la revendication 6, dans lequel la direction de pointage initial (D) est comprise dans le plan de séparation (P), les positions du gain optimal d'antenne balayées lors de l'étape de balayage (110) étant disposées autour de la direction de pointage initial (D).
- Procédé selon la revendication 6 ou 7, dans lequel la phase d'écartométrie (PE) comprend en outre une étape de détermination (130) de l'erreur de positionnement de la direction de pointage initial (D), utilisant des mesures de la qualité acquises dans les différentes positions du gain optimal d'antenne ;
ladite étape (130) comprenant en outre la détermination d'une nouvelle direction de pointage minimisant l'erreur de positionnement de la direction de pointage initial (D). - Procédé selon la revendication 8, dans lequel l'erreur de positionnement comprend une première valeur d'écartement (δ1) déterminée en fonction de la différence des moyennes ou des sommes des mesures de la qualité acquises dans les positions du gain optimal d'antenne situées d'un côté du plan de séparation (P) et des mesures de la qualité acquises dans les positions du gain optimal d'antenne situées de l'autre côté du plan de séparation (P).
- Procédé selon la revendication 8 ou 9, dans lequel l'erreur de positionnement comprend une deuxième valeur d'écartement (δ2) déterminée en fonction de la différence des moyennes des mesures de la qualité acquises dans les différentes positions du gain optimal d'antenne, pondérées de la valeur de la sinusoïde dans la position du gain optimal d'antenne correspondante.
- Procédé selon l'une quelconque des revendications 8 à 10, comprenant en outre une phase finale (PF) comprenant le pointage de l'antenne (10) suivant la nouvelle direction de pointage.
- Dispositif de pilotage (33) d'une antenne active (10) comportant des moyens configurés pour mettre en oeuvre le procédé de pointage selon l'une quelconque des revendications précédentes.
- Antenne active (10) comportant une pluralité de sources rayonnantes (22A,...,22N) disposées sur une embase (16) et définissant un gain optimal d'antenne, et des moyens de pointage (31, 32) aptes à modifier la position du gain optimal d'antenne mécaniquement en pivotant l'embase (16) et électroniquement en commandant un déphasage des sources rayonnantes (22A,...,22N) ;
l'antenne (10) étant caractérisée en ce qu'elle comporte en outre un dispositif de pilotage (33) selon la revendication 12.
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