EP3506429A1 - Quasi-optical beam former, basic antenna, antenna system, associated telecommunications platform and method - Google Patents

Quasi-optical beam former, basic antenna, antenna system, associated telecommunications platform and method Download PDF

Info

Publication number
EP3506429A1
EP3506429A1 EP18215647.1A EP18215647A EP3506429A1 EP 3506429 A1 EP3506429 A1 EP 3506429A1 EP 18215647 A EP18215647 A EP 18215647A EP 3506429 A1 EP3506429 A1 EP 3506429A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
quasi
antenna
layer
frequency
optical beamformer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP18215647.1A
Other languages
German (de)
French (fr)
Other versions
EP3506429B1 (en
Inventor
Friedman Tchoffo Talom
Bertrand BOIN
Guillaume Fondi de Niort
Hervé Legay
Etienne Girard
Mauro Ettorre
Ronan Sauleau
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.)
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Rennes 1
Thales SA
Original Assignee
Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Universite de Rennes 1
Thales SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Centre National de la Recherche Scientifique CNRS, Universite de Rennes 1, Thales SA filed Critical Centre National de la Recherche Scientifique CNRS
Publication of EP3506429A1 publication Critical patent/EP3506429A1/en
Application granted granted Critical
Publication of EP3506429B1 publication Critical patent/EP3506429B1/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0031—Parallel-plate fed arrays; Lens-fed arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/06—Arrays of individually energised antenna units similarly polarised and spaced apart
    • H01Q21/061—Two dimensional planar arrays
    • H01Q21/064—Two dimensional planar arrays using horn or slot aerials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/27—Adaptation for use in or on movable bodies
    • H01Q1/28—Adaptation for use in or on aircraft, missiles, satellites, or balloons
    • H01Q1/288—Satellite antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/10—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism comprising three-dimensional array of impedance discontinuities, e.g. holes in conductive surfaces or conductive discs forming artificial dielectric

Definitions

  • the present invention relates to a quasi-optical beamformer for an elementary telecommunications antenna, in particular a satellite antenna and preferably in the Ka band.
  • the invention also relates to an elementary antenna comprising such a beamformer, to an antenna system comprising such an elementary antenna, a platform, in particular terrestrial, aerial or space, comprising at least one elementary antenna or an antennal system mentioned above, and a telecommunication method between two stations using the aforementioned elementary antenna or antennal system.
  • obtaining good quality communication involves performance of the electromagnetic waves produced by the antennal system used in the communication in terms of gain and level of the secondary lobes (ratio of the intensity of the side lobes and intensity of the main lobe).
  • the electromagnetic band Ka two distinct frequency bands are involved. Indeed, in transmission, the electromagnetic waves of the Ka band have a frequency between 27.5 GigaHertz (GHz) and 31 GHz while in reception, the electromagnetic waves of the Ka band have a frequency between 17.3 GHz and 21.2 GHz. In addition, the polarizations of the transmitting and receiving waves are generally opposite circular type or not.
  • an electronic scanning antenna comprising two antenna panels disjoined respectively for the emission of a wave at a frequency around 30 GHz and for the reception of a wave at a frequency around 20 GHz.
  • the electronic scanning antenna obtained has a large bulk corresponding to the radiating surfaces of each of the modes. operating (transmission / reception).
  • the effectiveness of such an antenna is often insufficient because are most often used patch unit antennas.
  • the antenna obtained has a large footprint because of the use of a polarizer and especially two panels used for transmission and reception.
  • an antenna structure that can receive waves at a frequency distinct from the waves emitted while being compact has been proposed in the application.
  • FR 3 013 909 A1 Such an antenna structure is based on the implementation of a radiating guide horn loaded with dielectric and incorporating a polarizer for generating the necessary circular polarization.
  • the invention also relates to an elementary antenna comprising at least one radiating element and a quasi-optical beamformer as described above, the output of the quasi-optical beamformer being adapted to feed the input of said at least one element beaming.
  • the invention also relates to an antenna system comprising at least one elementary antenna as previously described.
  • the invention also relates to a platform, particularly an aerial platform, comprising at least one elementary antenna as previously described or an antenna system as previously described.
  • the subject of the present invention is also a telecommunications method, in particular by satellite, between two stations, the method comprising the use of at least one elementary antenna as previously described or an antenna system as described above.
  • the elementary antenna A according to the present invention comprises a quasi-optical beamformer 10, or FFQO, whose exemplary embodiments are respectively represented on the Figures 1 and 2 .
  • the waveguide 12 with parallel plates is a transmission guide comprising two metal plates stacked spaced l one of the other according to a layer thickness E C and extending in two longitudinal X and transverse Y directions.
  • Such a waveguide 12 PPW is able to concentrate the energy provided by a power source 16 to produce one or more electromagnetic waves.
  • the waveguide 12 PPW comprises a plane focusing structure corresponding to a slice 14 of graded index lens (ie having a refractive index varying as a function of the position within the lens) whose thickness E L extends in the direction Z orthogonal to the XY plane and whose rear face rests on one of the metal plates of the waveguide 12.
  • graded index lens ie having a refractive index varying as a function of the position within the lens
  • slice (14) is meant a portion of thickness E L taken according to a meridian sampling plan in an ellipsoid of revolution or a half-ellipsoid of revolution. Otherwise, says the contour according to the thickness E L of the slice is elliptical, respectively half-elliptical.
  • the index gradient lens wafer 14 of the first layer C 1 rests on the metal plate 15 common to both the first waveguide 12 1 of the first layer C 1 and to the second waveguide 12 2 of the first layer C 2 , this common metal plate corresponding to the polarizer of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention.
  • the index gradient lens wafer 14 is oriented in the longitudinal direction X of diffusion of the energy supplied by the source 16 towards a radiating element 18 or a plurality of M identical radiating elements 18 contiguous to each other in the direction transverse Y (with M ⁇ 2), so that the diameter D of the index gradient lens, opposite to the pole P of the index gradient lens wafer 14, is in contact with the input of a plurality of radiating elements 18.
  • the elementary antenna A according to the embodiments of the Figures 1 and 2 , corresponds to a radiating line of identical radiating elements 18 contiguous.
  • Each radiating element 18 has a parallelepipedal shape, and comprises, at the level of the diameter D of the index gradient lens wafer 14, a first polarizing portion 20 in which the polarizer 15 of the quasi-optical beamformer 10 is extended according to the invention, the polarizer 15 being adapted to deliver for each layer C 1 or C 2 a plane wave polarized circularly from the spherical electromagnetic wave delivered at the output of the source 16, and a second portion or output 22 dedicated to the transmission / reception as such.
  • a cylindrical radiating element 18 shown in connection with the figure 4 , detailed later, is also suitable for use according to the present invention.
  • the thickness E L of the index gradient lens wafer 14 is less than or equal to the thickness E C of the waveguide 12 with parallel plates, which makes it possible to guarantee a compactness of each planar layer C 1 or C 2 .
  • Such an index gradient lens slice 14 makes it possible to focus the spherical radiofrequency wave emitted by the source 16 by transforming it into a plane wave in the waveguide 12 PPW. Since the law of the index in the index gradient lens slice is by definition discrete (and not continuous), the index gradient lens delivers a focal task that allows a large misalignment range.
  • the quasi-optical beamformer 10 comprising, within a layer C 1 or C 2, such a combination is therefore capable of concentrating the energy and focusing the wave produced within a compatible wideband parallel guide 12 of the plurality of radiating elements 18 while avoiding the machining difficulties of the solutions of the prior art.
  • the implementation of the index gradient lens wafer 14 allows a significant mass reduction of the order of two to three times lower than the solutions of the prior art.
  • the supply of element (s) radiating (s) 18 according to the present invention has a simplification of implementation to reduce the impact of machining tolerances on performance inherent solutions of the prior art.
  • graded index lenses are suitable for being used to extract the slice 14 according to the present invention.
  • the wafer 14 has a contour according to the elliptical, semi-elliptical, or even hemispherical thickness as shown in the examples of FIGS. Figures 1 and 2 .
  • the half-elliptical or hemispherical shapes make it possible to limit the dimensions of the quasi-optical beamformer 10
  • the material used to form the graded index lens is for example dielectric or metallic.
  • the slice 14 of lens is hemispherical inhomogeneous index gradient type of fish eye Maxwell (HMFE of the English "half Maxwell's fish-eye").
  • HMFE hemispherical inhomogeneous index gradient type of fish eye Maxwell
  • the lens slice 14 HMFE is taken in a meridian plane of the hemisphere of the lens (ie hemisphere plane comprising the pole P), and adapted to be placed in each waveguide 12 1 and 12 2 plates parallel.
  • the lens wafer 14 HMFE is formed of a plurality of N materials 14 1 to 14 N , having discrete discrete dielectric characteristics, and distributed continuously, successively, and concentrically according to the radius R of the wafer, with 3 ⁇ N ⁇ 10.
  • the dielectric constants ⁇ 1 to ⁇ N respectively associated with each stratum being in accordance with a predetermined dielectric distribution, their value being for example between two and four, and decreasing from 1 to N for the corresponding concentric strata from the center O to the P pole of the HMFE lens wafer.
  • the quasi-optical beamformer forming layer structure 10 is easily scalable, ie suitable for adapting to the number M of elements radiators 18 considered by modifying only the diameter D of the HMFE lens to be designed to extract the slice or slices used according to the present invention.
  • an increase in the number of radiating elements 18 is necessary and in order to dimension the corresponding quasi-optical beamformer supply 10 according to the invention. is operated so as to proportionally increase the lens diameter D HMFE and, in the direction Y, the waveguide width 12 containing the lens slice HMFE used.
  • the HMFE lens wafer 14 C1 , 14 C2 of each layer C 1 and C 2 is formed of a diffractive dielectric material having a plurality of orifices H whose density increases concentrically along the radius R of the wafer.
  • the index gradient in terms of the dielectric constant of the HMFE lens wafer 14 is obtained by considering continuously distributed strata successively and concentrically of the same material but having a density of distinct materials per stratum, the material density being increasing the material stratum comprising the pole P to the material stratum comprising the center O of the HMFE lens.
  • the HMFE lens wafer 14 is devoid of dielectric material and formed of a metallic material corresponding to a set of metal pads, for example arranged in the air in place of the orifices H of the figure 2 so as to also obtain an index gradient along the radius R of the slice 14.
  • the quasi-optical beamformer 10 is particularly suitable for use in the electromagnetic band Ka, since it comprises the two superposed layers C 1 and C 2 (in other words two superimposed waveguides 12 1 and 12 2 having a metal plate 15), each layer being adapted to operate according to at least two distinct operating frequencies f 1 and f 2 (ie each layer C 1 and C 2 being at least two-band).
  • each layer C 1 and C 2 is associated with a different operating polarization state so that the quasi-optical beamformer 10 is adapted to output a circularly polarized wave when the two layers C 1 and C 2 are simultaneously activated, a distinct circular polarization state being produced for each layer C 1 and C 2 .
  • the quasi-optical beamformer 10 comprises the polarizer 15 (not shown in FIGS. Figures 1 and 2 ) placed parallel between these two layers C 1 and C 2 and also able to extend, in the direction X in a polarizing portion 20 of each radiating element 18.
  • the quasi-optical beamformer is dual-band and able to implement a distinct linear polarization for each layer C 1 or C 2 if only one layer is activated both selectively by the source 16 (ie excited) or a circular polarization when the two layers C 1 and C 2 are simultaneously activated and circularly polarized distinctly by means of the polarizer 15, which makes it suitable for use in the electromagnetic band Ka, where the dedicated frequencies on transmission and reception are distinct, in particular for a SATCOM satellite application.
  • each layer C 1 or C 2 provides a circular polarization state of its own, for example circular left for C 1 and circular right for C 2 .
  • each C 1 and C 2 layer is adapted to receive two separate radio frequency waves provided by one or the other of the two portions 16 1 and 16 2 of source 16.
  • the two portions 16 1 and 16 2 source operating identically, are each adapted to provide electromagnetic waves according to at least two distinct frequencies, and are each equipped each with a duplexer to select at least the generation of an electromagnetic wave at a first frequency f 1 , dedicated, for example, the emission of the electromagnetic waves of the band Ka, f 1 then being between 27.5 GHz and 31 GHz, or the generation of an electromagnetic wave at a second frequency f 2 , dedicated, for example, to the reception of the electromagnetic waves of the band Ka, f 2 then being between 17.3 GHz and 21.2 GHz.
  • the polarizer 15 is arranged to polarize the waves electromagnetic that the first portion 16 1 of source 16 and the second portion 16 2 of source 16 are adapted to provide so as to supply the radiating element (s) 18.
  • the polarizer 15 itself comprises two unrepresented portions arranged to circularly polarize in a first direction the electromagnetic waves that the first portion 16 1 of source 16 is adapted to emit, and to circularly polarize the waves that the second portion 16 2 of source 16 is able to emit in a direction opposite to the first direction.
  • such a polarizer 15 is for example a polarizer 15 based on a septum.
  • the quasi-optical beamformer 10 is capable of compactly feeding one or more radiating element (s) 18 capable of emitting and / or receiving waves in two polarization states. different, in this case for the example of the figure 1 or from figure 2 , left and right circular polarizations.
  • An antenna system 100 is represented on the figure 3 .
  • the antenna system 100 is an assembly of elementary antennae A (or radiating lines) assembled so as to obtain V lines each grouping M radiating elements 18 identical contiguous.
  • the antennal system 100 is more compact and lightened compared to antenna systems of the prior art. This effect is amplified by the lightness of the power supply of each elementary antenna A, such a corresponding power supply, as described above, to the quasi-optical beamformer 10 according to the invention.
  • each of the first and second source parts 16 1 , 16 2 of the different elementary antennas A 1 to A V are adapted to be connected. to a duplexer not shown to ensure good isolation between the layers C 1 and C 2 of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention.
  • a duplexer is a device allowing the use of the same antenna for transmitting and receiving a signal. Switches inserted between the duplexer and the first and second source portions 16 1 , 16 2 can allow easy selection of the source portion 16 1 , 16 2 and the desired operation for the antenna system 100.
  • each elementary antenna A is associated with a phase control circuit.
  • phase control circuits associated with each of the elementary antennas A for example it is possible to perform a misalignment according to the Z axis in the XZ plane.
  • one or more complementary motorized systems along an axis for example by means of a turntable is associated with the antenna system 100.
  • Such antennal system 100 is advantageously usable in a platform, including land, air or satellite.
  • a platform including land, air or satellite.
  • the compactness and lightness of the antennal system 100 makes it possible to reduce the constraints at the level of implementations of equipment on the platform.
  • the radiating element 18 fed by the quasi-optical beamformer according to the invention is cylindrical and conforms to the object of the application FR 3 013 909 A1 as illustrated by figure 4 .
  • the radiating element 18 comprises a horn 24, a polarizing portion 20 comprising an end 25, dielectric elements 26 and two ports 28, 30 for the waves emitted or received by the radiating element 18.
  • the horn 24 comprises a first transmission-reception part 22 1 able to transmit and receive a wave according to a state of polarization and a second part according to another polarization state 22 2 , distinct from the first transmission-reception part 22 1 .
  • each part 22 1 and 22 2 is respectively associated via the ports 28 and 30 respectively, to the first supply layer C 1 and to the second supply layer C 2 of the quasi-optical beamformer 10 the present invention.
  • the parts 22 1 and 22 2 are adapted to be associated in a single block.
  • Each of the first and second transceiver portions 22 1 , 22 2 is adapted to transmit and receive an electromagnetic wave at a first frequency f 1 or at a second frequency f 2 , the ratio between the second frequency f 2 and the first frequency f 2.
  • frequency f 1 is greater than 1.2, and preferably greater than 1.5.
  • the horn 24 has a cylindrical shape conferring on the emission of the elementary antenna A a broadband character.
  • the band covered by a horn typically extends to 40% on either side of the operating frequency.
  • the first transmission-reception part 22 1 and the second transmission-reception part 22 2 each have the form of a half-disc, the association of the two transmission-reception parts forming the horn 24.
  • a horn sized to operate over a wide frequency band has external dimensions which are constrained by the operating wavelength corresponding to the lowest frequency to be transmitted or received.
  • the inside of it is empty.
  • the interior of the horn 24 is filled with a dielectric material to reduce the physical dimensions of the horn 24.
  • the wavelength in a dielectric material is smaller only in the corresponding wavelength in the air.
  • This dielectric material is a substrate having a permittivity of between two and five depending on the production constraints.
  • the polarizer 15 extends both in the polarizing portion 20 of the radiating element 18 and in the quasi-optical beamformer 10.
  • the polarizer 15 is arranged in such a way as to polarize the waves that the first transmission-reception part 22 1 and the second transmission-reception part 22 2 are suitable for transmitting.
  • the polarizer 15 comprises two parts arranged, not shown, so as to circularly polarize in a first direction the waves that the first transmitting-receiving part 22 1 is able to transmit and circularly polarize the waves that the second transmitting part -reception 22 2 is able to emit in a direction opposite to the first direction.
  • the first sense is the right polarization.
  • such a radiating element 18 conforms to the object of the application FR 3 013 909 A1 is for example suitable for transmitting and / or receiving waves having a polarization circular right at the first frequency f 1 .
  • Such a radiating element 18 is also able to emit and / or receive waves having a left circular polarization at the second frequency f 2 .
  • the polarizer 15 is also part of the horn 24 (i.e. also extends in the horn 24).
  • the constituent elements of the elementary antenna A namely the quasi-optical beamformer 10 and the or the plurality of radiating elements 18 are machined together so as to form a single piece in which the polarizer 15 extends over the entire dimension along the longitudinal direction X of diffusion of the energy supplied by the source (s) 16 towards the radiating element 18 or the plurality of M identical radiating elements 18 contiguous to each other according to the transverse direction Y (with M ⁇ 2).
  • the dielectric elements 26 are inserted in order to reduce the electrical dimension with respect to the wavelength and thus to obtain an elementary antenna A with dimensions enabling the radiating elements 18 to be brought sufficiently close to each other at the same time.
  • the dielectric elements 26 are preferably only located at the accesses 28, 30 as well as in the polarizer 15. As a variant, the dielectric elements 26 are extended in the parts 22 1 and 22 2 .
  • Each access 28, 30 is opposite a transmission-reception part of the horn 24.
  • an access 28 for a left circular polarized wave is therefore provided opposite the first transmission-reception part 22 1 of the horn 24 while an access 30 for a right circular polarized wave is provided next to the second transmitting-receiving part 22 2 .
  • the first transmission-reception part 22 1 receives electromagnetic waves in a state of polarization as soon as the horn 24 is electrically excited. This wave is left circular polarized by the polarizer 15. This wave then passes through the access 28 provided for a left circular polarized wave.
  • a right circular polarized wave passes through the port 30 provided for a right circular polarized wave. This wave then passes through the polarizer 15 before being emitted by the second transmitting-receiving part 22 2 .
  • This transceiver operation can be reversed between ports 28 and 30.
  • a single radiating element 18 makes it possible to provide both the transmission and reception functions, for two frequencies f 1 and f 2 whose ratio is greater than at 1.2. It is a compact circular bi-band cone 24 which makes each element radiate 18 bi-band.
  • each radiating element 18 is able to emit and / or receive waves in two different polarization states, for example left and right circular polarizations.
  • a linearly polarized wave is desired, either the two ports 28, 30 are used simultaneously by applying them, via the layers C 1 and C 2 of the quasi-optical beamformer 10 and the source parts 16 1 and 16. 2 , a certain phase shift as a function of the orientation of the desired polarization, or a single access 28 or 30 is used and only one of the two layers C 1 or C 2 is selectively excited by the source 16.
  • the horn 24 presents alternately a parallelepipedal shape as illustrated on the Figures 1 and 2 previously described.
  • the specific power supply based on the use of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention allows in association with one or more radiating elements 18 such as those of the application FR 3 013 909 A1 or parallelepipedic radiating elements 18 to obtain a very effective antennal system because mainly focusing, with machining constraints and associated implementation costs lowered compared to the power supplies according to the prior art, while ensuring a radiation pattern in accordance with standards, a use for both passive and active antennas and scalability realization adapted to adapt to a variation in the number of radiating elements to implement so as to optimize the resulting antennal gain.

Abstract

L'invention concerne un formateur (10) de faisceaux quasi-optique pour antenne élémentaire (A) de télécommunications, le formateur (10) de faisceaux quasi-optique présentant une entrée propre à être connectée à une source (16) d'onde électromagnétique et une sortie propre à alimenter au moins un élément rayonnant (18), caractérisé en ce que le formateur (10) de faisceaux quasi-optique comprend au moins :- deux couches (C, C) superposées de formation de faisceaux quasi-optique, chaque couche étant associée à un état de polarisation d'onde distinct, chaque couche comprenant :- un guide d'onde (12) à plaques parallèles, et- une tranche (14) de lentille à gradient d'indice dont la forme correspond à un ellipsoïde de révolution ou à un demi-ellipsoïde de révolution, la tranche étant, prélevée selon un plan méridien de la lentille, et placée parallèlement entre les plaques parallèles du guide d'onde (12), et- un polariseur placé parallèlement entre ces deux couches.The invention relates to a quasi-optical beam former (10) for elementary telecommunications antenna (A), the quasi-optical beam former (10) having an input suitable for being connected to an electromagnetic wave source (16). and an output suitable for supplying at least one radiating element (18), characterized in that the near-optical beam former (10) comprises at least: - two superposed layers (C, C) for forming quasi-optical beams, each layer being associated with a distinct wave polarization state, each layer comprising: - a waveguide (12) with parallel plates, and - a lens index gradient slice (14) whose shape corresponds to an ellipsoid of revolution or a half-ellipsoid of revolution, the wafer being, taken along a meridian plane of the lens, and placed parallel between the parallel plates of the waveguide (12), and- a polarizer placed parallel between these two layers.

Description

La présente invention concerne un formateur de faisceaux quasi-optique pour antenne élémentaire de télécommunications, notamment satellitaires et de préférence dans la bande Ka. L'invention se rapporte aussi à une antenne élémentaire comportant un tel formateur de faisceaux, à un système antennaire comportant une telle antenne élémentaire, une plateforme, notamment terrestre, aérienne ou spatiale, comportant au moins une antenne élémentaire ou un système antennaire précités, et un procédé de télécommunication entre deux stations utilisant l'antenne élémentaire ou le système antennaire précités.The present invention relates to a quasi-optical beamformer for an elementary telecommunications antenna, in particular a satellite antenna and preferably in the Ka band. The invention also relates to an elementary antenna comprising such a beamformer, to an antenna system comprising such an elementary antenna, a platform, in particular terrestrial, aerial or space, comprising at least one elementary antenna or an antennal system mentioned above, and a telecommunication method between two stations using the aforementioned elementary antenna or antennal system.

Dans le domaine des communications satellitaires, l'obtention d'une communication de bonne qualité implique des performances pour les ondes électromagnétiques produites par le système antennaire utilisé dans la communication en termes de gain et de niveau des lobes secondaires (rapport entre l'intensité des lobes secondaires et l'intensité du lobe principal).In the field of satellite communications, obtaining good quality communication involves performance of the electromagnetic waves produced by the antennal system used in the communication in terms of gain and level of the secondary lobes (ratio of the intensity of the side lobes and intensity of the main lobe).

Dans le cas particulier de la bande électromagnétique Ka, deux bandes de fréquences distinctes sont impliquées. En effet, en émission, les ondes électromagnétiques de la bande Ka ont une fréquence comprise entre 27,5 GigaHertzs (GHz) et 31 GHz tandis qu'en réception, les ondes électromagnétiques de la bande Ka ont une fréquence comprise entre 17,3 GHz et 21,2 GHz. En outre, les polarisations des ondes en émission et en réception sont généralement de type circulaires opposées ou non.In the particular case of the electromagnetic band Ka, two distinct frequency bands are involved. Indeed, in transmission, the electromagnetic waves of the Ka band have a frequency between 27.5 GigaHertz (GHz) and 31 GHz while in reception, the electromagnetic waves of the Ka band have a frequency between 17.3 GHz and 21.2 GHz. In addition, the polarizations of the transmitting and receiving waves are generally opposite circular type or not.

Ces fréquences et ces polarisations circulaires en réception et en émission imposent des contraintes sur le système antennaire. De plus, dans le contexte de liaison satellitaire, il convient d'orienter l'antenne afin de pointer le satellite permettant d'établir la liaison. En outre, pour réduire la signature visuelle (l'encombrement physique), les solutions de type antenne parabolique ne sont généralement pas privilégiées notamment en contexte terrestre ou aérien.These frequencies and these circular polarizations in reception and emission impose constraints on the antennal system. In addition, in the context of satellite link, it is necessary to orient the antenna to point the satellite to establish the link. In addition, to reduce the visual signature (physical clutter), parabolic dish type solutions are generally not preferred especially in terrestrial or air context.

Parmi les systèmes antennaires permettant de respecter ces différentes contraintes, il est connu d'utiliser une antenne à balayage électronique comprenant deux panneaux antennaires disjoints respectivement pour l'émission d'une onde à une fréquence autour de 30 GHz et pour la réception d'une onde à une fréquence autour de 20 GHz. Toutefois, l'antenne à balayage électronique obtenue présente un encombrement important correspondant aux surfaces rayonnantes de chacun des modes de fonctionnement (émission/réception). En outre, l'efficacité d'une telle antenne est souvent insuffisante car sont utilisées le plus souvent des antennes unitaires de type patch.Among the antennal systems making it possible to respect these various constraints, it is known to use an electronic scanning antenna comprising two antenna panels disjoined respectively for the emission of a wave at a frequency around 30 GHz and for the reception of a wave at a frequency around 20 GHz. However, the electronic scanning antenna obtained has a large bulk corresponding to the radiating surfaces of each of the modes. operating (transmission / reception). In addition, the effectiveness of such an antenna is often insufficient because are most often used patch unit antennas.

De plus, la mise en oeuvre d'une polarisation circulaire dans un premier sens dans la partie émissive et d'une polarisation circulaire dans un deuxième sens opposé au premier sens pour la partie de réception s'avère difficile. Notamment, l'emploi d'un polariseur réduit la flexibilité d'utilisation de l'antenne à balayage considérée.In addition, the implementation of a circular polarization in a first direction in the emitting portion and a circular polarization in a second direction opposite to the first direction for the receiving portion proves difficult. In particular, the use of a polarizer reduces the flexibility of use of the scanning antenna considered.

Afin de limiter les pertes de l'antenne à balayage électronique, il est également connu d'utiliser des structures de type cornet pour obtenir une meilleure efficacité.In order to limit the losses of the electronic scanning antenna, it is also known to use horn type structures to obtain better efficiency.

Néanmoins, dans ce cas également, l'antenne obtenue présente un encombrement important du fait de l'emploi d'un polariseur et surtout de deux panneaux utilisés pour l'émission et la réception.However, in this case also, the antenna obtained has a large footprint because of the use of a polarizer and especially two panels used for transmission and reception.

Pour remédier à ces inconvénients, une structure antennaire pouvant recevoir des ondes à une fréquence distincte des ondes émises tout en étant compacte a été proposée dans la demande FR 3 013 909 A1 . Une telle structure antennaire est basée sur la mise en oeuvre d'un cornet en guide rayonnant chargé avec du diélectrique et intégrant un polariseur pour la génération de la polarisation circulaire nécessaire.To overcome these disadvantages, an antenna structure that can receive waves at a frequency distinct from the waves emitted while being compact has been proposed in the application. FR 3 013 909 A1 . Such an antenna structure is based on the implementation of a radiating guide horn loaded with dielectric and incorporating a polarizer for generating the necessary circular polarization.

Cependant, une telle structure requiert la mise en oeuvre d'une alimentation complexe d'un cornet, ou d'une pluralité de cornets, notamment, au moyen d'un réseau de distribution en guide. En effet, l'utilisation d'un guide implique un usinage présentant des tolérances, une masse et un coût importants imposant le recours à des dispositifs d'entrainement volumineux.However, such a structure requires the implementation of a complex supply of a horn, or a plurality of horns, in particular, by means of a guide distribution network. Indeed, the use of a guide involves machining having tolerances, a mass and a significant cost requiring the use of large training devices.

Des solutions à base de formateurs de faisceaux ont été proposées notamment dans la demande FR 3 038 457 basée sur une structure à excroissance(s) correspondant à une structure parabolique intégrée à l'alimentation. Cependant, une telle structure n'est pas adaptée pour une utilisation en bande électromagnétique Ka, car impropre à générer une polarisation circulaire, et présentant une structure à excroissance(s) dont l'épaisseur est propre à réduire la capacité de dépointage d'un système antennaire monodimensionnel actif à balayage électronique.Solutions based on beam formers have been proposed in particular in the application FR 3 038 457 based on a protruding structure (s) corresponding to a parabolic structure integrated into the diet. However, such a structure is not suitable for use in the electromagnetic band Ka, since it is unsuitable for generating a circular polarization, and having a protruding structure (s) whose thickness is adapted to reduce the misalignment capacity of a active one-dimensional antennal system with electronic scanning.

Il existe donc un besoin pour une alimentation simplifiée, compacte allégée et propre à permettre la génération d'une polarisation circulaire tout en étant compacte et en conservant la capacité de dépointage d'une structure antennaire propre à recevoir des ondes à une fréquence distincte des ondes émises.There is therefore a need for a simplified, compact power supply that is lightened and capable of generating a circular polarization while being compact and retaining the ability of misalignment of an antenna structure capable of receiving waves at a frequency different from the waves. issued.

A cet effet, l'invention a pour objet un formateur de faisceaux quasi-optique pour antenne élémentaire de télécommunications, notamment satellitaires, le formateur de faisceaux quasi-optique présentant une entrée propre à être connectée à une source d'onde électromagnétique et une sortie propre à alimenter au moins un élément rayonnant,
le formateur de faisceaux quasi-optique comprenant au moins :

  • une première couche et une deuxième couche superposées de formation de faisceaux quasi-optique, chaque couche étant associée à un état de polarisation d'onde distinct, chaque couche comprenant :
    • un guide d'onde à plaques parallèles, et
    • une tranche de lentille à gradient d'indice dont la forme correspond à un ellipsoïde de révolution ou à un demi-ellipsoïde de révolution, la tranche étant, prélevée selon un plan méridien de l'ellipsoïde de révolution, ou du demi-ellipsoïde de révolution, et propre à être placée parallèlement entre les plaques parallèles du guide d'onde à plaques parallèles, et
  • un polariseur placé parallèlement entre les deux couches superposées.
For this purpose, the subject of the invention is a quasi-optical beamformer for an elementary telecommunications antenna, in particular a satellite antenna, the quasi-optical beamformer having an input capable of being connected to a source. electromagnetic wave and an output adapted to supply at least one radiating element,
the quasi-optical beamformer comprising at least:
  • a first and a second layer of quasi-optical beam forming, each layer being associated with a distinct wave polarization state, each layer comprising:
    • a parallel plate waveguide, and
    • an index gradient lens slice whose shape corresponds to an ellipsoid of revolution or to a half-ellipsoid of revolution, the slice being taken in a meridian plane of the ellipsoid of revolution, or of the half-ellipsoid of revolution , and adapted to be placed parallel between the parallel plates of the parallel plate waveguide, and
  • a polarizer placed parallel between the two superimposed layers.

Selon des modes de réalisation particuliers de l'invention, le formateur de faisceaux quasi-optique présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :

  • la lentille à gradient d'indice est formée d'un matériau diélectrique ;
  • la lentille est une lentille hémisphérique inhomogène à gradient d'indice de type oeil de poisson de Maxwell, dont la tranche est formée :
    • d'une pluralité de N matériaux diélectriques, présentant des caractéristiques diélectriques discrètes distinctes, et répartis en continu, successivement, et concentriquement selon le rayon de la tranche, avec 3≤N≤10, ou
    • d'un matériau diélectrique diffractif présentant une pluralité d'orifices dont la densité augmente concentriquement selon le rayon de la tranche ;
  • la lentille à gradient d'indice est formée à partir d'un matériau correspondant à un ensemble de plots métalliques.
According to particular embodiments of the invention, the quasi-optical beamformer also has one or more of the following characteristics, taken in isolation or in any technically possible combination (s):
  • the index gradient lens is formed of a dielectric material;
  • the lens is a non-homogeneous Hemisphere lens with a Maxwell fish-eye index gradient, the slice of which is formed:
    • a plurality of N dielectric materials, having discrete discrete dielectric characteristics, and distributed continuously, successively, and concentrically with the wafer radius, with 3≤N≤10, or
    • a diffractive dielectric material having a plurality of orifices whose density increases concentrically with the radius of the wafer;
  • the graded index lens is formed from a material corresponding to a set of metal pads.

L'invention a également pour objet une antenne élémentaire comprenant au moins un élément rayonnant et un formateur de faisceaux quasi-optique tel que précédemment décrit, la sortie du formateur de faisceaux quasi-optique étant propre à alimenter l'entrée dudit au moins un élément rayonnant.The invention also relates to an elementary antenna comprising at least one radiating element and a quasi-optical beamformer as described above, the output of the quasi-optical beamformer being adapted to feed the input of said at least one element beaming.

Suivant des modes de réalisation particuliers, l'antenne élémentaire présente également l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) :

  • ledit au moins un élément rayonnant comprend un cornet comprenant une première partie d'émission-réception alimentée par la première couche du formateur de faisceaux quasi-optique, et une deuxième partie d'émission-réception alimentée par la deuxième couche du formateur de faisceaux quasi-optique,
chacune des première et deuxième parties d'émission-réception étant propre à émettre et recevoir une onde électromagnétique à une première fréquence ou à une deuxième fréquence, le rapport entre la deuxième fréquence et la première fréquence étant supérieur à 1,2, de préférence supérieur à 1,5, la première fréquence et la deuxième fréquence appartenant à la bande Ka du spectre électromagnétique,
le polariseur du formateur de faisceaux quasi-optique étant propre à s'étendre entre la première partie d'émission-réception et la deuxième partie d'émission-réception.
  • le polariseur est propre à polariser circulairement dans un premier sens les ondes électromagnétiques que la première partie d'émission-réception est propre à émettre et à polariser circulairement les ondes électromagnétiques que la deuxième partie d'émission-réception est propre à émettre dans un sens opposé au premier sens.
According to particular embodiments, the elementary antenna also has one or more of the following characteristics, taken in isolation or according to any combination (s) technically possible (s):
  • said at least one radiating element comprises a horn comprising a first transmission-reception part fed by the first layer of the trainer of quasi-optical beams, and a second transmission-reception part fed by the second layer of the quasi-optical beamformer,
each of the first and second transmitting-receiving portions being adapted to emit and receive an electromagnetic wave at a first frequency or at a second frequency, the ratio between the second frequency and the first frequency being greater than 1.2, preferably greater than at 1.5, the first frequency and the second frequency belonging to the band Ka of the electromagnetic spectrum,
the polarizer of the quasi-optical beamformer being adapted to extend between the first transceiver portion and the second transceiver portion.
  • the polarizer is able to circularly polarize in a first direction the electromagnetic waves that the first transmitting-receiving part is able to emit and to circularly polarize the electromagnetic waves that the second transmitting-receiving part is able to emit in one direction opposite to the first sense.

L'invention a également pour objet un système antennaire comportant au moins une antenne élémentaire telle que précédemment décrite.The invention also relates to an antenna system comprising at least one elementary antenna as previously described.

En outre, l'invention se rapporte aussi à une plateforme, notamment aérienne, comportant au moins une antenne élémentaire telle que précédemment décrite ou un système antennaire telle que précédemment décrit.In addition, the invention also relates to a platform, particularly an aerial platform, comprising at least one elementary antenna as previously described or an antenna system as previously described.

La présente invention a également pour objet un procédé de télécommunications, notamment par satellite, entre deux stations, le procédé comprenant l'emploi d'au moins une antenne élémentaire telle que précédemment décrit ou un système antennaire tel que décrit précédemment.The subject of the present invention is also a telecommunications method, in particular by satellite, between two stations, the method comprising the use of at least one elementary antenna as previously described or an antenna system as described above.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation de l'invention, donnés à titre d'exemple uniquement et en références aux dessins qui sont :

  • figure 1, une vue schématique en perspective d'une antenne élémentaire comprenant un formateur de faisceaux quasi-optique selon un premier mode de réalisation ;
  • figure 2, une vue schématique en perspective d'une antenne élémentaire comprenant un formateur de faisceaux quasi-optique selon un deuxième mode de réalisation ;
  • figure 3, une vue schématique en perspective d'un système antennaire selon un mode de réalisation de l'invention ;
  • figure 4, une vue schématique en perspective d'un exemple d'élément rayonnant d'antenne élémentaire selon la présente invention.
Other features and advantages of the invention will appear on reading the following detailed description of embodiments of the invention, given by way of example only and with reference to the drawings which are:
  • figure 1 a schematic perspective view of an elementary antenna comprising a quasi-optical beamformer according to a first embodiment;
  • figure 2 a schematic perspective view of an elementary antenna comprising a quasi-optical beamformer according to a second embodiment;
  • figure 3 , a schematic perspective view of an antenna system according to one embodiment of the invention;
  • figure 4 , a schematic perspective view of an exemplary elementary antenna radiating element according to the present invention.

Dans la suite de la description, l'expression « sensiblement » exprimera une relation d'égalité à plus ou moins 10%.In the remainder of the description, the expression "substantially" will express a relationship of equality at plus or minus 10%.

L'antenne élémentaire A selon la présente invention comprend un formateur de faisceaux quasi-optique 10, ou FFQO, dont des exemples de réalisation sont représentés respectivement sur les figures 1 et 2.The elementary antenna A according to the present invention comprises a quasi-optical beamformer 10, or FFQO, whose exemplary embodiments are respectively represented on the Figures 1 and 2 .

De manière générale, un tel formateur de faisceaux quasi-optique 10 comprend au moins une première couche C1 et une deuxième couche C2 superposées de formation de faisceaux quasi-optique, chaque couche C1 ou C2 étant associée à un état de polarisation d'onde distinct, chaque couche C1 ou C2 comprenant :

  • un guide d'onde 12 à plaques parallèles, et
  • une tranche 14 de lentille à gradient d'indice dont la forme correspond à un ellipsoïde de révolution ou un demi-ellipsoïde de révolution, la tranche étant, prélevée selon un plan méridien de l'ellipsoïde de révolution, ou du demi-ellipsoïde de révolution, et propre à être placée parallèlement entre les plaques parallèles du guide d'onde 12 à plaques parallèles, et
  • un polariseur 15 placé parallèlement entre les deux couches superposées.
In general, such a quasi-optical beamformer 10 comprises at least a first layer C 1 and a second layer C 2 superimposed quasi-optical beam forming, each layer C 1 or C 2 being associated with a state of polarization distinct wave, each layer C 1 or C 2 comprising:
  • a waveguide 12 with parallel plates, and
  • a slice 14 of index gradient lens whose shape corresponds to an ellipsoid of revolution or a half-ellipsoid of revolution, the slice being taken in a meridian plane of the ellipsoid of revolution, or the half-ellipsoid of revolution , and adapted to be placed parallel between the parallel plates of the waveguide 12 with parallel plates, and
  • a polarizer 15 placed parallel between the two superposed layers.

Plus précisément, de manière connue, pour chaque couche C1 ou C2, le guide d'onde 12 à plaques parallèles (PPW de l'anglais « Parallel Plate Waveguide ») est un guide de transmission comprenant deux plaques métalliques empilées, espacées l'une de l'autre selon une épaisseur de couche EC et s'étendant, selon deux directions longitudinale X et transversale Y.More specifically, in a known manner, for each layer C 1 or C 2 , the waveguide 12 with parallel plates (PPW of the English "Parallel Plate Waveguide") is a transmission guide comprising two metal plates stacked spaced l one of the other according to a layer thickness E C and extending in two longitudinal X and transverse Y directions.

Un tel guide d'onde 12 PPW est propre à concentrer l'énergie fournie par une source d'alimentation 16 propre à produire une ou plusieurs ondes électromagnétiques.Such a waveguide 12 PPW is able to concentrate the energy provided by a power source 16 to produce one or more electromagnetic waves.

Selon la présente invention, pour une couche C1 ou C2 considérée, le guide d'onde 12 PPW comprend une structure plane focalisante correspondant à une tranche 14 de lentille à gradient d'indice (i.e. présentant un indice de réfraction variant en fonction de la position au sein de la lentille) dont l'épaisseur EL s'étend selon la direction Z orthogonale au plan XY et dont la face arrière repose sur une des plaques métalliques du guide d'onde 12.According to the present invention, for a layer C 1 or C 2 considered, the waveguide 12 PPW comprises a plane focusing structure corresponding to a slice 14 of graded index lens (ie having a refractive index varying as a function of the position within the lens) whose thickness E L extends in the direction Z orthogonal to the XY plane and whose rear face rests on one of the metal plates of the waveguide 12.

Par « tranche » (14) on entend une portion d'épaisseur EL prélevée selon un plan de prélèvement méridien dans un ellipsoïde de révolution ou un demi-ellipsoïde de révolution. Autrement, dit le contour selon l'épaisseur EL de la tranche est elliptique, respectivement demi-elliptique.By "slice" (14) is meant a portion of thickness E L taken according to a meridian sampling plan in an ellipsoid of revolution or a half-ellipsoid of revolution. Otherwise, says the contour according to the thickness E L of the slice is elliptical, respectively half-elliptical.

Plus précisément, la tranche 14 de lentille à gradient d'indice de la première couche C1 repose sur la plaque métallique 15 commune à la fois au premier guide d'onde 121 de la première couche C1 et au deuxième guide d'onde 122 de la première couche C2, cette plaque métallique commune correspondant au polariseur du formateur de faisceaux quasi-optique 10 selon la présente invention.More specifically, the index gradient lens wafer 14 of the first layer C 1 rests on the metal plate 15 common to both the first waveguide 12 1 of the first layer C 1 and to the second waveguide 12 2 of the first layer C 2 , this common metal plate corresponding to the polarizer of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention.

La tranche 14 de lentille à gradient d'indice est orientée selon la direction longitudinale X de diffusion de l'énergie fournie par la source 16 vers un élément rayonnant 18 ou une pluralité de M éléments rayonnants 18 identiques accolés les uns aux autres selon la direction transversale Y (avec M≥2), de sorte que le diamètre D de la lentille à gradient d'indice, opposé au pôle P de la tranche 14 de lentille à gradient d'indice, est en contact avec l'entrée d'une pluralité d'éléments rayonnants 18. Autrement dit, l'antenne élémentaire A, selon les modes de réalisation des figures 1 et 2, correspond à une ligne rayonnante d'éléments rayonnants 18 identiques accolés.The index gradient lens wafer 14 is oriented in the longitudinal direction X of diffusion of the energy supplied by the source 16 towards a radiating element 18 or a plurality of M identical radiating elements 18 contiguous to each other in the direction transverse Y (with M≥2), so that the diameter D of the index gradient lens, opposite to the pole P of the index gradient lens wafer 14, is in contact with the input of a plurality of radiating elements 18. In other words, the elementary antenna A, according to the embodiments of the Figures 1 and 2 , corresponds to a radiating line of identical radiating elements 18 contiguous.

Chaque élément rayonnant 18 présente une forme parallélépipédique, et comprend, au niveau du diamètre D de la tranche 14 de lentille à gradient d'indice, une première partie 20 polarisante dans laquelle se prolonge le polariseur 15 du formateur de faisceaux quasi-optique 10 selon l'invention, le polariseur 15 étant propre à délivrer pour chaque couche C1 ou C2 une onde plane polarisée circulairement à partir de l'onde électromagnétique sphérique délivrée en sortie de la source 16, et une deuxième partie ou sortie 22 dédiée à l'émission/réception en tant que telle.Each radiating element 18 has a parallelepipedal shape, and comprises, at the level of the diameter D of the index gradient lens wafer 14, a first polarizing portion 20 in which the polarizer 15 of the quasi-optical beamformer 10 is extended according to the invention, the polarizer 15 being adapted to deliver for each layer C 1 or C 2 a plane wave polarized circularly from the spherical electromagnetic wave delivered at the output of the source 16, and a second portion or output 22 dedicated to the transmission / reception as such.

A titre d'alternative, un élément rayonnant 18 de forme cylindrique représenté en relation avec la figure 4, détaillée par la suite, est également propre à être utilisé selon la présente invention.As an alternative, a cylindrical radiating element 18 shown in connection with the figure 4 , detailed later, is also suitable for use according to the present invention.

Selon la présente invention, l'épaisseur EL de la tranche 14 de lentille à gradient d'indice, est inférieure ou égale à l'épaisseur EC du guide d'onde 12 à plaques parallèles, ce qui permet de garantir une compacité de chaque couche planaire C1 ou C2.According to the present invention, the thickness E L of the index gradient lens wafer 14 is less than or equal to the thickness E C of the waveguide 12 with parallel plates, which makes it possible to guarantee a compactness of each planar layer C 1 or C 2 .

Une telle tranche 14 de lentille à gradient d'indice, permet de focaliser l'onde radiofréquence sphérique émise par la source 16 en la transformant en onde plane dans le guide d'onde 12 PPW. La loi de l'indice dans la tranche de lentille à gradient d'indice étant par définition discrète (et non pas continue), la lentille à gradient d'indice délivre une tâche focale permettant une gamme de dépointage importante.Such an index gradient lens slice 14 makes it possible to focus the spherical radiofrequency wave emitted by the source 16 by transforming it into a plane wave in the waveguide 12 PPW. Since the law of the index in the index gradient lens slice is by definition discrete (and not continuous), the index gradient lens delivers a focal task that allows a large misalignment range.

Le formateur de faisceaux quasi-optique 10 comprenant au sein d'une couche C1 ou C2 une telle combinaison est donc propre à concentrer l'énergie et focaliser l'onde produite au sein d'un guide 12 parallèle large bande compatible de la pluralité d'élément rayonnants 18 tout en évitant les difficultés d'usinage des solutions de l'art antérieur.The quasi-optical beamformer 10 comprising, within a layer C 1 or C 2, such a combination is therefore capable of concentrating the energy and focusing the wave produced within a compatible wideband parallel guide 12 of the plurality of radiating elements 18 while avoiding the machining difficulties of the solutions of the prior art.

Par ailleurs, la mise en oeuvre de la tranche 14 de lentille à gradient d'indice permet une réduction de masse significative de l'ordre de deux à trois fois inférieure aux solutions de l'art antérieur.Furthermore, the implementation of the index gradient lens wafer 14 allows a significant mass reduction of the order of two to three times lower than the solutions of the prior art.

Ainsi, l'alimentation d'élément(s) rayonnant(s) 18 selon la présente invention présente une simplification de réalisation propre à réduire l'impact des tolérances d'usinage sur les performances inhérent aux solutions de l'art antérieur.Thus, the supply of element (s) radiating (s) 18 according to the present invention has a simplification of implementation to reduce the impact of machining tolerances on performance inherent solutions of the prior art.

Différents types de lentilles à gradient d'indice sont propres à être utilisées pour en extraire la tranche 14 selon la présente invention.Different types of graded index lenses are suitable for being used to extract the slice 14 according to the present invention.

Selon un mode de réalisation, non représenté, la tranche 14 présente un contour selon l'épaisseur de forme elliptique, demi-elliptique, ou encore hémisphérique tel que représenté sur les exemples des figures 1 et 2. Les formes demi-elliptique, ou encore hémisphérique permettent de limiter les dimensions du formateur de faisceaux quasi-optique 10According to one embodiment, not shown, the wafer 14 has a contour according to the elliptical, semi-elliptical, or even hemispherical thickness as shown in the examples of FIGS. Figures 1 and 2 . The half-elliptical or hemispherical shapes make it possible to limit the dimensions of the quasi-optical beamformer 10

De plus, le matériau utilisé pour former la lentille à gradient d'indice est par exemple diélectrique ou métallique.In addition, the material used to form the graded index lens is for example dielectric or metallic.

En relation avec les figures 1 et 2 deux variantes de lentilles à base de matériau diélectrique sont représentées. Plus précisément, sur ces deux figures, la tranche 14 de lentille est hémisphérique inhomogène à gradient d'indice de type oeil de poisson de Maxwell (HMFE de l'anglais « half Maxwell's fish-eye »). La tranche 14 de lentille HMFE est, prélevée selon un plan méridien de l'hémisphère de la lentille (i.e. plan d'hémisphère comprenant le pole P), et propre à être placée dans chaque guide d'onde 121 et 122 à plaques parallèles.In relation to Figures 1 and 2 two lens variants based on dielectric material are shown. More specifically, in these two figures, the slice 14 of lens is hemispherical inhomogeneous index gradient type of fish eye Maxwell (HMFE of the English "half Maxwell's fish-eye"). The lens slice 14 HMFE is taken in a meridian plane of the hemisphere of the lens (ie hemisphere plane comprising the pole P), and adapted to be placed in each waveguide 12 1 and 12 2 plates parallel.

Selon le premier mode de réalisation illustré par la figure 1, la tranche 14 de lentille HMFE est formée d'une pluralité de N matériaux 141 à 14N, présentant des caractéristiques diélectriques discrètes distinctes, et répartis en continu, successivement, et concentriquement selon le rayon R de la tranche, avec 3≤N≤10.According to the first embodiment illustrated by the figure 1 , the lens wafer 14 HMFE is formed of a plurality of N materials 14 1 to 14 N , having discrete discrete dielectric characteristics, and distributed continuously, successively, and concentrically according to the radius R of the wafer, with 3≤N ≤10.

Sur la figure 1, une configuration à N=6 strates concentriques de matériaux distincts est mise en oeuvre, les constantes diélectriques ε1 à εN associées respectivement à chaque strate étant conformes à une distribution diélectrique prédéterminée, leur valeur étant par exemple, comprise entre deux et quatre, et décroissante de 1 à N pour les strates concentriques correspondantes partant du centre O au pôle P de la tranche de lentille HMFE.On the figure 1 a configuration with N = 6 concentric layers of distinct materials is implemented, the dielectric constants ε 1 to ε N respectively associated with each stratum being in accordance with a predetermined dielectric distribution, their value being for example between two and four, and decreasing from 1 to N for the corresponding concentric strata from the center O to the P pole of the HMFE lens wafer.

Un nombre maximal de strates de matériaux diélectriques par exemple N=10 permet d'améliorer la continuité de la distribution des constantes diélectriques discrètes associées à chaque strate de matériau diélectrique par rapport à la configuration à N=6 strates distinctes de matériaux diélectriques.A maximum number of layers of dielectric materials, for example N = 10, makes it possible to improve the continuity of the distribution of the discrete dielectric constants associated with each layer of dielectric material with respect to the configuration with N = 6 distinct layers of dielectric materials.

Selon la figure 1, M=13 éléments rayonnants 18 sont représentés. Avantageusement, la structure de couche de formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon l'invention est aisément scalable, i.e. propre à s'adapter au nombre M d'éléments rayonnants 18 considérés en modifiant uniquement le diamètre D de la lentille HMFE à concevoir pour en extraire la ou les tranches utilisées selon la présente invention.According to figure 1 , M = 13 radiating elements 18 are represented. Advantageously, the quasi-optical beamformer forming layer structure 10 according to the invention is easily scalable, ie suitable for adapting to the number M of elements radiators 18 considered by modifying only the diameter D of the HMFE lens to be designed to extract the slice or slices used according to the present invention.

Ainsi, lorsqu'une augmentation du gain de l'antenne élémentaire A est requis, une augmentation du nombre d'éléments rayonnants 18 est nécessaire et pour se faire le dimensionnement de l'alimentation correspondant formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon l'invention est opérée de sorte à en augmenter proportionnellement le diamètre D de lentille HMFE et, selon la direction Y, la largeur de guide d'onde 12 contenant la tranche de lentille HMFE utilisée.Thus, when an increase in the gain of the elementary antenna A is required, an increase in the number of radiating elements 18 is necessary and in order to dimension the corresponding quasi-optical beamformer supply 10 according to the invention. is operated so as to proportionally increase the lens diameter D HMFE and, in the direction Y, the waveguide width 12 containing the lens slice HMFE used.

Par exemple, pour un diamètre D=60 mm associé à M=13 éléments rayonnants 18 un gain supérieur à 13,5 dB est par exemple obtenu en émission pour l'antenne élémentaire A, tandis que des gains de 15,5 dB et de 17 dB sont respectivement obtenus pour des diamètres D=100 mm associé à M=21 éléments rayonnants 18 et D=200 mm associé à M=43 éléments rayonnants 18.For example, for a diameter D = 60 mm associated with M = 13 radiating elements 18 a gain greater than 13.5 dB is for example obtained in transmission for the elementary antenna A, while gains of 15.5 dB and 17 dB are respectively obtained for diameters D = 100 mm associated with M = 21 radiating elements 18 and D = 200 mm associated with M = 43 radiating elements 18.

A titre d'alternative, selon le deuxième mode de réalisation illustré par la figure 2, la tranche 14C1, 14C2 de lentille HMFE de chaque couche C1 et C2 est formée d'un matériau diélectrique diffractif présentant une pluralité d'orifices H dont la densité augmente concentriquement selon le rayon R de la tranche.As an alternative, according to the second embodiment illustrated by the figure 2 , the HMFE lens wafer 14 C1 , 14 C2 of each layer C 1 and C 2 is formed of a diffractive dielectric material having a plurality of orifices H whose density increases concentrically along the radius R of the wafer.

Autrement dit, selon ce deuxième mode de réalisation de la figure 2, le gradient d'indice en termes de constante diélectrique de la tranche 14 de lentille HMFE est obtenu en considérant des strates réparties en continu, successivement et concentriquement de même matériau mais présentant une densité de matériaux distinctes par strate, la densité en matériau étant croissante de la strate de matériau comprenant le pôle P vers la strate de matériau comprenant le centre O de la lentille HMFE.In other words, according to this second embodiment of the figure 2 , the index gradient in terms of the dielectric constant of the HMFE lens wafer 14 is obtained by considering continuously distributed strata successively and concentrically of the same material but having a density of distinct materials per stratum, the material density being increasing the material stratum comprising the pole P to the material stratum comprising the center O of the HMFE lens.

Selon une autre alternative, non représentée, la tranche 14 de lentille HMFE est dépourvue de matériau diélectrique et formée d'un matériau métallique correspondant à un ensemble de plots métalliques par exemple disposés dans l'air en lieu et place des orifices H de la figure 2 de sorte à obtenir également un gradient d'indice selon le rayon R de la tranche 14.According to another alternative, not shown, the HMFE lens wafer 14 is devoid of dielectric material and formed of a metallic material corresponding to a set of metal pads, for example arranged in the air in place of the orifices H of the figure 2 so as to also obtain an index gradient along the radius R of the slice 14.

Le formateur 10 de faisceaux quasi-optique est particulièrement adapté à une utilisation en bande électromagnétique Ka, car il comprend les deux couches C1 et C2 superposées (autrement dit deux guides d'ondes 121 et 122 superposés et présentant une plaque metallique commune 15) de formation de faisceaux quasi-optique, chaque couche étant propre à fonctionner selon au moins deux fréquences f1 et f2 de fonctionnement distinctes (i.e. chaque couche C1 et C2 étant au moins bi-bande).The quasi-optical beamformer 10 is particularly suitable for use in the electromagnetic band Ka, since it comprises the two superposed layers C 1 and C 2 (in other words two superimposed waveguides 12 1 and 12 2 having a metal plate 15), each layer being adapted to operate according to at least two distinct operating frequencies f 1 and f 2 (ie each layer C 1 and C 2 being at least two-band).

De plus, chaque couche C1 et C2 est associée à un état de polarisation de fonctionnement distinct de sorte que le formateur 10 de faisceaux quasi-optique est adapté pour fournir en sortie une onde polarisée circulairement lorsque les deux couches C1 et C2 sont activées simultanément, un état de polarisation circulaire distinct étant produit pour chaque couche C1 et C2. Pour ce faire, le formateur 10 de faisceaux quasi-optique comprend le polariseur 15 (non représenté sur les figures 1 et 2) placé parallèlement entre ces deux couches C1 et C2 et propre également à s'étendre, selon la direction X dans une partie 20 polarisante de chaque élément rayonnant 18.In addition, each layer C 1 and C 2 is associated with a different operating polarization state so that the quasi-optical beamformer 10 is adapted to output a circularly polarized wave when the two layers C 1 and C 2 are simultaneously activated, a distinct circular polarization state being produced for each layer C 1 and C 2 . For this purpose, the quasi-optical beamformer 10 comprises the polarizer 15 (not shown in FIGS. Figures 1 and 2 ) placed parallel between these two layers C 1 and C 2 and also able to extend, in the direction X in a polarizing portion 20 of each radiating element 18.

En d'autres termes, selon cet aspect le formateur 10 de faisceaux quasi-optique est bi-bande et propre à mettre en oeuvre une polarisation linéaire distincte pour chaque couche C1 ou C2 si une seule couche est activée à la fois sélectivement par la source 16 (i.e. excitée) ou une polarisation circulaire lorsque les deux couches C1 et C2 sont activées simultanément et polarisées circulairement distinctement au moyen du polariseur 15, ce qui le rend propre à une utilisation en bande électromagnétique Ka, où les fréquences dédiées à l'émission et à la réception sont distinctes, notamment pour une application satellitaire SATCOM.In other words, according to this aspect the quasi-optical beamformer is dual-band and able to implement a distinct linear polarization for each layer C 1 or C 2 if only one layer is activated both selectively by the source 16 (ie excited) or a circular polarization when the two layers C 1 and C 2 are simultaneously activated and circularly polarized distinctly by means of the polarizer 15, which makes it suitable for use in the electromagnetic band Ka, where the dedicated frequencies on transmission and reception are distinct, in particular for a SATCOM satellite application.

Autrement dit, lorsque les deux couches C1 et C2 sont associées (i.e. jointes en superposition) via le polariseur 15 et activées simultanément, chaque couche C1 ou C2 fournit un état de polarisation circulaire qui lui est propre, par exemple circulaire gauche pour C1 et circulaire droite pour C2.In other words, when the two layers C 1 and C 2 are associated (ie joined in superposition) via the polarizer 15 and activated simultaneously, each layer C 1 or C 2 provides a circular polarization state of its own, for example circular left for C 1 and circular right for C 2 .

Plus précisément, chaque couche C1 et C2 est propre à recevoir deux ondes radiofréquences distinctes fournies par l'une ou l'autre des deux parties 161 et 162 de source 16. Les deux parties 161 et 162 de source, fonctionnant identiquement, sont chacune propre à fournir des ondes électromagnétiques selon au moins deux fréquences distinctes, et sont pour ce faire dotées chacune d'un duplexeur propre à sélectionner au moins la génération d'une onde électromagnétique à une première fréquence f1, dédiée, par exemple, à l'émission des ondes électromagnétiques de la bande Ka, f1 étant alors comprise entre 27,5 GHz et 31 GHz, ou la génération d'une onde électromagnétique à une deuxième fréquence f2, dédiée, par exemple, à la réception des ondes électromagnétiques de la bande Ka, f2 étant alors comprise entre 17,3 GHz et 21,2 GHz.More specifically, each C 1 and C 2 layer is adapted to receive two separate radio frequency waves provided by one or the other of the two portions 16 1 and 16 2 of source 16. The two portions 16 1 and 16 2 source, operating identically, are each adapted to provide electromagnetic waves according to at least two distinct frequencies, and are each equipped each with a duplexer to select at least the generation of an electromagnetic wave at a first frequency f 1 , dedicated, for example, the emission of the electromagnetic waves of the band Ka, f 1 then being between 27.5 GHz and 31 GHz, or the generation of an electromagnetic wave at a second frequency f 2 , dedicated, for example, to the reception of the electromagnetic waves of the band Ka, f 2 then being between 17.3 GHz and 21.2 GHz.

Selon un exemple de mise en oeuvre pour la bande Ka, l'épaisseur de couches C1 et C2 est telle que EC1=EC2=2,2 mm et l'épaisseur du polariseur 15 est de l'ordre de 0,1mm, ce qui aboutit à une hauteur globale du formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon la présente invention de 4,5 mm, rendant l'alimentation d'éléments rayonnants compacte et adaptée pour un assemblage en superposition de V lignes rayonnantes (i.e. niveaux) d'un système antennaire 100 tel que représenté et décrit ci-après en relation avec la figure 3. Le polariseur 15 est agencé de manière à polariser les ondes électromagnétiques que la première partie 161 de source 16 et la deuxième partie 162 de source 16 sont propres à fournir de sorte à alimenter le ou les éléments rayonnants 18.According to an exemplary implementation for the band Ka, the layer thickness C 1 and C 2 is such that E C1 = E C2 = 2.2 mm and the thickness of the polarizer 15 is of the order of 0, 1 mm, which results in an overall height of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention of 4.5 mm, making the supply of radiating elements compact and suitable for an assembly in superposition of V radiating lines (ie levels ) of an antenna system 100 as shown and described below in connection with the figure 3 . The polarizer 15 is arranged to polarize the waves electromagnetic that the first portion 16 1 of source 16 and the second portion 16 2 of source 16 are adapted to provide so as to supply the radiating element (s) 18.

Le polariseur 15 comporte lui-même deux parties non représentées agencées de manière à polariser circulairement dans un premier sens les ondes électromagnétiques que la première partie 161 de source 16 est propre à émettre, et à polariser circulairement les ondes que la deuxième partie 162 de source 16 est propre à émettre dans un sens opposé au premier sens.The polarizer 15 itself comprises two unrepresented portions arranged to circularly polarize in a first direction the electromagnetic waves that the first portion 16 1 of source 16 is adapted to emit, and to circularly polarize the waves that the second portion 16 2 of source 16 is able to emit in a direction opposite to the first direction.

En particulier, un tel polariseur 15 est par exemple un polariseur 15 basé sur un septum.In particular, such a polarizer 15 is for example a polarizer 15 based on a septum.

Ainsi, le formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon la présente invention est propre à alimenter de manière compacte un ou plusieurs élément(s) rayonnant(s) 18 propre(s) à émettre et/ou recevoir des ondes dans deux états de polarisation différents, en l'occurrence pour l'exemple de la figure 1 ou de la figure 2, des polarisations circulaires gauche et droite.Thus, the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention is capable of compactly feeding one or more radiating element (s) 18 capable of emitting and / or receiving waves in two polarization states. different, in this case for the example of the figure 1 or from figure 2 , left and right circular polarizations.

Un système antennaire 100 selon un mode de réalisation est représenté sur la figure 3.An antenna system 100 according to one embodiment is represented on the figure 3 .

Le système antennaire 100 est un assemblage d'antennes élémentaires A (ou lignes rayonnantes) assemblées de manière à obtenir V lignes regroupant chacune M éléments rayonnants 18 identiques accolés.The antenna system 100 is an assembly of elementary antennae A (or radiating lines) assembled so as to obtain V lines each grouping M radiating elements 18 identical contiguous.

Il est aisé de dissocier la partie dédiée au rayonnement dans le système antennaire 100 des autres éléments du système antennaire 100 et notamment, la partie dédiée à la commutation, au filtrage et au circuit de répartition. Cette dissociation permet de minimiser les pertes globales du système antennaire 100.It is easy to dissociate the portion dedicated to the radiation in the antenna system 100 of the other elements of the antenna system 100 and in particular, the part dedicated to switching, filtering and distribution circuit. This dissociation makes it possible to minimize the overall losses of the antennal system 100.

Le système antennaire 100 est plus compact et allégé au regard des systèmes antennaires de l'art antérieur. Cet effet est amplifié par la légèreté de l'alimentation de chaque antenne élémentaire A, une telle alimentation correspondant, telle que décrite précédemment, au formateur de faisceaux quasi-optique 10 selon l'invention. Par exemple, pour V=54 et M=21 le système antennaire 100 présente par exemple une profondeur sensiblement égale à 250mm correspondant à l'empilement des 54 antennes élémentaires A, chaque antenne élémentaire A présentant une longueur sensiblement égale à 150 mm correspondant au diamètre D de la tranche 14 de lentille HMFE du formateur de faisceaux quasi-optique 10 selon l'invention alimentant M=21 éléments rayonnants 18, et une largeur sensiblement égale à 112 mm correspondant à la largeur du guide 12 d'onde à plaques métalliques.The antennal system 100 is more compact and lightened compared to antenna systems of the prior art. This effect is amplified by the lightness of the power supply of each elementary antenna A, such a corresponding power supply, as described above, to the quasi-optical beamformer 10 according to the invention. For example, for V = 54 and M = 21, the antenna system 100 has for example a depth substantially equal to 250 mm corresponding to the stack of the 54 elementary antennas A, each elementary antenna A having a length substantially equal to 150 mm corresponding to the diameter D of the HMFE lens wafer 14 of the quasi-optical beamformer 10 according to the invention supplying M = 21 radiating elements 18, and a width substantially equal to 112 mm corresponding to the width of the waveguide 12 with metal plates.

Dans ce mode de réalisation, chacune des première et deuxième parties de sources 161, 162 des différentes antennes élémentaires A1 à AV sont propres à être reliées à un duplexeur non représenté afin de garantir une bonne isolation entre les couches C1 et C2 du formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon la présente invention. Un duplexeur est un dispositif permettant l'emploi d'une même antenne pour l'émission et la réception d'un signal. Des commutateurs insérés entre le duplexeur et les première et deuxième parties de sources 161, 162 peuvent permettre une sélection aisée de la partie de source 161, 162 et du fonctionnement désiré pour le système antennaire 100.In this embodiment, each of the first and second source parts 16 1 , 16 2 of the different elementary antennas A 1 to A V are adapted to be connected. to a duplexer not shown to ensure good isolation between the layers C 1 and C 2 of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention. A duplexer is a device allowing the use of the same antenna for transmitting and receiving a signal. Switches inserted between the duplexer and the first and second source portions 16 1 , 16 2 can allow easy selection of the source portion 16 1 , 16 2 and the desired operation for the antenna system 100.

De plus, chaque antenne élémentaire A est associée à un circuit de contrôle de phase. Ainsi, il est possible d'orienter le faisceau du système antennaire 100 dans des directions quelconques dans un hémisphère, en fonction des circuits de contrôle de phase associés à chacune des antennes élémentaires A, par exemple il est possible de réaliser un dépointage selon l'axe Z dans le plan XZ.In addition, each elementary antenna A is associated with a phase control circuit. Thus, it is possible to orient the beam of the antenna system 100 in any directions in a hemisphere, depending on the phase control circuits associated with each of the elementary antennas A, for example it is possible to perform a misalignment according to the Z axis in the XZ plane.

Dans le vocabulaire du spécialiste du domaine des antennes, cela s'appelle réaliser un balayage électronique à une dimension ou balayage unidirectionnel. Dans cette configuration, pour obtenir un balayage multi directionnel, un ou plusieurs systèmes motorisés complémentaires selon un axe, par exemple au moyen d'un plateau tournant est associé au système antennaire 100.In the vocabulary of the specialist of the field of antennas, this is called performing a one-dimensional electronic scanning or unidirectional scanning. In this configuration, to obtain a multi directional scanning, one or more complementary motorized systems along an axis, for example by means of a turntable is associated with the antenna system 100.

Un tel système antennaire 100 est avantageusement utilisable dans une plateforme, notamment terrestre, aérienne ou satellitaire. Dans le cadre de cette utilisation, la compacité et la légèreté du système antennaire 100 permet de réduire les contraintes au niveau des implantations d'équipements sur la plateforme.Such antennal system 100 is advantageously usable in a platform, including land, air or satellite. In the context of this use, the compactness and lightness of the antennal system 100 makes it possible to reduce the constraints at the level of implementations of equipment on the platform.

Selon un aspect particulier, l'élément rayonnant 18 alimenté par le formateur de faisceaux quasi-optique selon l'invention, est cylindrique et conforme à l'objet de la demande FR 3 013 909 A1 tel qu'illustré par la figure 4.According to a particular aspect, the radiating element 18 fed by the quasi-optical beamformer according to the invention is cylindrical and conforms to the object of the application FR 3 013 909 A1 as illustrated by figure 4 .

Plus précisément, tel qu'illustré par la figure 4, l'élément rayonnant 18 comporte un cornet 24, une partie polarisante 20 comprenant une extrémité 25, des éléments diélectriques 26 et deux accès 28, 30 pour les ondes émises ou reçues par l'élément rayonnant 18.More specifically, as illustrated by the figure 4 , the radiating element 18 comprises a horn 24, a polarizing portion 20 comprising an end 25, dielectric elements 26 and two ports 28, 30 for the waves emitted or received by the radiating element 18.

Le cornet 24 comporte une première partie d'émission-réception 221 propre à émettre et recevoir une onde selon un état de polarisation et une deuxième partie selon un autre état de polarisation 222, distinct de la première partie d'émission-réception 221.The horn 24 comprises a first transmission-reception part 22 1 able to transmit and receive a wave according to a state of polarization and a second part according to another polarization state 22 2 , distinct from the first transmission-reception part 22 1 .

Comme indiqué précédemment, chaque partie 221 et 222 est respectivement associée via les accès 28 et 30 respectivement, à la première couche C1 d'alimentation et à la deuxième couche C2 d'alimentation du formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon la présente invention.As indicated above, each part 22 1 and 22 2 is respectively associated via the ports 28 and 30 respectively, to the first supply layer C 1 and to the second supply layer C 2 of the quasi-optical beamformer 10 the present invention.

Les parties 221 et 222 selon une variante de réalisation sont propres à être associées en un seul bloc.The parts 22 1 and 22 2 according to an alternative embodiment are adapted to be associated in a single block.

Chacune des première et deuxième parties d'émission-réception 221, 222 est propre à émettre et recevoir une onde électromagnétique à une première fréquence f1 ou à une deuxième fréquence f2, le rapport entre la deuxième fréquence f2 et la première fréquence f1 est supérieur à 1,2, et de préférence supérieur à 1,5.Each of the first and second transceiver portions 22 1 , 22 2 is adapted to transmit and receive an electromagnetic wave at a first frequency f 1 or at a second frequency f 2 , the ratio between the second frequency f 2 and the first frequency f 2. frequency f 1 is greater than 1.2, and preferably greater than 1.5.

Selon une caractéristique particulière, le cornet 24 a une forme cylindrique conférant à l'émission de l'antenne élémentaire A un caractère large bande. La bande couverte par un cornet s'étend typiquement à 40% de part et d'autre de la fréquence de fonctionnement.According to a particular characteristic, the horn 24 has a cylindrical shape conferring on the emission of the elementary antenna A a broadband character. The band covered by a horn typically extends to 40% on either side of the operating frequency.

Ainsi, dans cette variante, la première partie d'émission-réception 221 et la deuxième partie d'émission-réception 222 ont chacune la forme d'un demi-disque, l'association des deux parties d'émission-réception formant le cornet 24.Thus, in this variant, the first transmission-reception part 22 1 and the second transmission-reception part 22 2 each have the form of a half-disc, the association of the two transmission-reception parts forming the horn 24.

De façon classique, un cornet dimensionné pour fonctionner sur une large bande de fréquence présente des dimensions extérieures qui sont contraintes par la longueur d'onde de fonctionnement correspondant à la plus faible des fréquences à émettre ou recevoir. De plus, l'intérieur de celui-ci est vide.Conventionally, a horn sized to operate over a wide frequency band has external dimensions which are constrained by the operating wavelength corresponding to the lowest frequency to be transmitted or received. In addition, the inside of it is empty.

Dans l'exemple présenté, identiquement aux éléments diélectriques 26, l'intérieur du cornet 24 est rempli d'un matériau diélectrique afin de réduire les dimensions physiques du cornet 24. En effet, la longueur d'onde dans un matériau diélectrique est plus petite que dans la longueur d'onde correspondante dans l'air. Ainsi, pour une structure de cornet donné, un élargissement vers la bande de fréquence de fonctionnement est réalisé. Ce matériau diélectrique est un substrat présentant une permittivité comprise entre deux et cinq en fonction des contraintes de réalisation.In the example shown, identically to the dielectric elements 26, the interior of the horn 24 is filled with a dielectric material to reduce the physical dimensions of the horn 24. In fact, the wavelength in a dielectric material is smaller only in the corresponding wavelength in the air. Thus, for a given horn structure, expansion to the operating frequency band is achieved. This dielectric material is a substrate having a permittivity of between two and five depending on the production constraints.

Tel qu'indiqué précédemment, selon un aspect particulier de l'invention le polariseur 15 s'étend à la fois dans la partie polarisante 20 de l'élément rayonnant 18 et dans le formateur 10 de faisceaux quasi-optique.As indicated above, according to a particular aspect of the invention, the polarizer 15 extends both in the polarizing portion 20 of the radiating element 18 and in the quasi-optical beamformer 10.

Dans la partie polarisante 20 de l'élément rayonnant 18, le polariseur 15 est agencé de manière à polariser les ondes que la première partie d'émission-réception 221 et la deuxième partie d'émission-réception 222 sont propres à émettre.In the polarizing portion 20 of the radiating element 18, the polarizer 15 is arranged in such a way as to polarize the waves that the first transmission-reception part 22 1 and the second transmission-reception part 22 2 are suitable for transmitting.

Le polariseur 15 comporte deux parties agencées, non représentées, de manière à polariser circulairement dans un premier sens les ondes que la première partie d'émission-réception 221 est propre à émettre et à polariser circulairement les ondes que la deuxième partie d'émission-réception 222 est propre à émettre dans un sens opposé au premier sens.The polarizer 15 comprises two parts arranged, not shown, so as to circularly polarize in a first direction the waves that the first transmitting-receiving part 22 1 is able to transmit and circularly polarize the waves that the second transmitting part -reception 22 2 is able to emit in a direction opposite to the first direction.

Pour la suite de la description, le premier sens est la polarisation droite.For the rest of the description, the first sense is the right polarization.

Ainsi, un tel élément rayonnant 18 conforme à l'objet de la demande FR 3 013 909 A1 est par exemple propre à émettre et/ou recevoir des ondes présentant une polarisation circulaire droite à la première fréquence f1. Un tel élément rayonnant 18 est également propre à émettre et/ou recevoir des ondes présentant une polarisation circulaire gauche à la deuxième fréquence f2.Thus, such a radiating element 18 conforms to the object of the application FR 3 013 909 A1 is for example suitable for transmitting and / or receiving waves having a polarization circular right at the first frequency f 1 . Such a radiating element 18 is also able to emit and / or receive waves having a left circular polarization at the second frequency f 2 .

Selon une variante, le polariseur 15 fait également partie du cornet 24 (i.e. se prolonge également dans le cornet 24).According to one variant, the polarizer 15 is also part of the horn 24 (i.e. also extends in the horn 24).

Selon une variante de réalisation, les éléments constitutifs de l'antenne élémentaire A, à savoir le formateur de faisceaux quasi-optique 10 et le ou la pluralité d'éléments rayonnants 18 sont usinés ensemble de sorte à former une seule pièce dans laquelle le polariseur 15 s'étend sur toute la dimension selon la direction longitudinale X de diffusion de l'énergie fournie par la ou les source(s) 16 vers l'élément rayonnant 18 ou la pluralité de M éléments rayonnants 18 identiques accolés les uns aux autres selon la direction transversale Y (avec M≥2). Dans l'élément rayonnant 18, les éléments diélectriques 26 sont insérés afin de réduire la dimension électrique par rapport à la longueur d'onde et ainsi d'obtenir une antenne élémentaire A avec des dimensions permettant de rapprocher les éléments rayonnants 18 suffisamment lors de la mise en réseau afin de faciliter le balayage angulaire sur une plage suffisamment grande tout en gardant des performances de rayonnement compatibles de l'application de type liaison satellitaire envisagée. Les éléments diélectriques 26 sont préférentiellement uniquement localisés au niveau des accès 28, 30 ainsi que dans le polariseur 15. En variante, les éléments diélectriques 26 sont prolongés dans les parties 221 et 222.According to an alternative embodiment, the constituent elements of the elementary antenna A, namely the quasi-optical beamformer 10 and the or the plurality of radiating elements 18 are machined together so as to form a single piece in which the polarizer 15 extends over the entire dimension along the longitudinal direction X of diffusion of the energy supplied by the source (s) 16 towards the radiating element 18 or the plurality of M identical radiating elements 18 contiguous to each other according to the transverse direction Y (with M≥2). In the radiating element 18, the dielectric elements 26 are inserted in order to reduce the electrical dimension with respect to the wavelength and thus to obtain an elementary antenna A with dimensions enabling the radiating elements 18 to be brought sufficiently close to each other at the same time. networking to facilitate angular scanning over a sufficiently large range while keeping radiation performance compatible with the application of satellite link type envisaged. The dielectric elements 26 are preferably only located at the accesses 28, 30 as well as in the polarizer 15. As a variant, the dielectric elements 26 are extended in the parts 22 1 and 22 2 .

Chaque accès 28, 30 est en regard d'une partie d'émission-réception du cornet 24. Par exemple, un accès 28 pour une onde polarisée circulaire gauche est donc prévu en regard de la première partie d'émission-réception 221 du cornet 24 tandis qu'un accès 30 pour une onde polarisée circulaire droite est prévu en regard de la deuxième partie d'émission-réception 222.Each access 28, 30 is opposite a transmission-reception part of the horn 24. For example, an access 28 for a left circular polarized wave is therefore provided opposite the first transmission-reception part 22 1 of the horn 24 while an access 30 for a right circular polarized wave is provided next to the second transmitting-receiving part 22 2 .

En fonctionnement, la première partie d'émission-réception 221 reçoit des ondes électromagnétiques selon un état de polarisation dès que le cornet 24 est excité électriquement. Cette onde est polarisée circulaire gauche par le polariseur 15. Cette onde passe ensuite par l'accès 28 prévu pour une onde polarisée circulaire gauche.In operation, the first transmission-reception part 22 1 receives electromagnetic waves in a state of polarization as soon as the horn 24 is electrically excited. This wave is left circular polarized by the polarizer 15. This wave then passes through the access 28 provided for a left circular polarized wave.

Une onde polarisée circulaire droite passe par l'accès 30 prévu pour une onde polarisée circulaire droite. Cette onde passe ensuite à travers le polariseur 15 avant d'être émise par la deuxième partie d'émission-réception 222. Ce fonctionnement émission-réception peut être inversé entre les accès 28 et 30.A right circular polarized wave passes through the port 30 provided for a right circular polarized wave. This wave then passes through the polarizer 15 before being emitted by the second transmitting-receiving part 22 2 . This transceiver operation can be reversed between ports 28 and 30.

Il apparaît ainsi qu'un seul élément rayonnant 18 permet d'assurer à la fois les fonctions émission et réception, pour deux fréquences f1 et f2 dont le rapport est supérieur à 1,2. C'est un cornet 24 bi-bande compact à polarisation circulaire qui rend chaque élément rayonnant 18 bi-bande.It thus appears that a single radiating element 18 makes it possible to provide both the transmission and reception functions, for two frequencies f 1 and f 2 whose ratio is greater than at 1.2. It is a compact circular bi-band cone 24 which makes each element radiate 18 bi-band.

En outre, chaque élément rayonnant 18 est propre à émettre et/ou recevoir des ondes dans deux états de polarisation différents, par exemple, des polarisations circulaires gauche et droite. Dans le cas où une onde à polarisation linéaire est souhaitée, soit les deux accès 28, 30 sont utilisés simultanément en leur appliquant, via les couches C1 et C2 du formateur 10 de faisceaux quasi optique et les parties de sources 161 et 162, un certain déphasage en fonction de l'orientation de la polarisation souhaitée, ou un seul accès 28 ou 30 est utilisé et une seule des deux couches C1 ou C2 est excitée sélectivement par la source 16.In addition, each radiating element 18 is able to emit and / or receive waves in two different polarization states, for example left and right circular polarizations. In the case where a linearly polarized wave is desired, either the two ports 28, 30 are used simultaneously by applying them, via the layers C 1 and C 2 of the quasi-optical beamformer 10 and the source parts 16 1 and 16. 2 , a certain phase shift as a function of the orientation of the desired polarization, or a single access 28 or 30 is used and only one of the two layers C 1 or C 2 is selectively excited by the source 16.

Le cornet 24 présente alternativement une forme parallélépipédique comme illustré sur les figures 1 et 2 décrites précédemment.The horn 24 presents alternately a parallelepipedal shape as illustrated on the Figures 1 and 2 previously described.

Ainsi, l'alimentation spécifique basée sur l'utilisation du formateur 10 de faisceaux quasi-optique selon la présente invention permet en association avec un ou plusieurs éléments rayonnants 18 tels que ceux de la demande FR 3 013 909 A1 ou des éléments rayonnants 18 parallélépipédiques d'obtenir un système antennaire très efficace car principalement focalisant, avec des contraintes d'usinage et des coûts de réalisation associés abaissés par rapport aux alimentations selon l'art antérieur, tout en garantissant un diagramme de rayonnement conforme aux normes, une utilisation pour des antennes aussi bien passives qu'actives et une scalabilité de réalisation propre à s'adapter à une variation du nombre d'éléments rayonnants à mettre en oeuvre de sorte à optimiser le gain antennaire résultant.Thus, the specific power supply based on the use of the quasi-optical beamformer 10 according to the present invention allows in association with one or more radiating elements 18 such as those of the application FR 3 013 909 A1 or parallelepipedic radiating elements 18 to obtain a very effective antennal system because mainly focusing, with machining constraints and associated implementation costs lowered compared to the power supplies according to the prior art, while ensuring a radiation pattern in accordance with standards, a use for both passive and active antennas and scalability realization adapted to adapt to a variation in the number of radiating elements to implement so as to optimize the resulting antennal gain.

Claims (10)

Formateur (10) de faisceaux quasi-optique pour antenne élémentaire (A) de télécommunications, notamment satellitaires, le formateur (10) de faisceaux quasi-optique présentant une entrée propre à être connectée à une source (16) d'onde électromagnétique et une sortie propre à alimenter au moins un élément rayonnant (18), caractérisé en ce que le formateur (10) de faisceaux quasi-optique comprend au moins : - une première couche (C1) et une deuxième couche (C2) superposées de formation de faisceaux quasi-optique, chaque couche étant associée à un état de polarisation d'onde distinct, chaque couche comprenant : - un guide d'onde (12) à plaques parallèles, et - une tranche (14) de lentille à gradient d'indice dont la forme correspond à un ellipsoïde de révolution ou à un demi-ellipsoïde de révolution, la tranche étant, prélevée selon un plan méridien de l'ellipsoïde de révolution, ou du demi-ellipsoïde de révolution, et propre à être placée parallèlement entre les plaques parallèles du guide d'onde (12) à plaques parallèles, et - un polariseur placé parallèlement entre les deux couches superposées. A quasi-optical beamformer (10) for a telecommunications elementary antenna (A), in particular a satellite, the quasi-optical beamformer (10) having an input capable of being connected to an electromagnetic wave source (16) and an own output for supplying at least one radiating element (18), characterized in that the quasi-optical beamformer (10) comprises at least: a first layer (C 1 ) and a second layer (C 2 ) superimposed with quasi-optical beam formation, each layer being associated with a distinct wave polarization state, each layer comprising: a waveguide (12) with parallel plates, and a slice (14) of index gradient lens whose shape corresponds to an ellipsoid of revolution or to a half-ellipsoid of revolution, the slice being taken off in a meridian plane of the ellipsoid of revolution, or of the half an ellipsoid of revolution, and adapted to be placed parallel between the parallel plates of the waveguide (12) with parallel plates, and a polarizer placed in parallel between the two superposed layers. Formateur (10) de faisceaux quasi-optique selon la revendication 1, dans lequel la lentille à gradient d'indice est formée d'un matériau diélectrique.The quasi-optical beamformer (10) of claim 1, wherein the index gradient lens is formed of a dielectric material. Formateur (10) de faisceaux quasi-optique selon la revendication 2, dans lequel la lentille est une lentille hémisphérique inhomogène à gradient d'indice de type oeil de poisson de Maxwell, dont la tranche (14) est formée : - d'une pluralité de N matériaux diélectriques, présentant des caractéristiques diélectriques discrètes distinctes, et répartis en continu, successivement, et concentriquement selon le rayon (R) de la tranche, avec 3≤N≤10, ou - d'un matériau diélectrique diffractif présentant une pluralité d'orifices (H) dont la densité augmente concentriquement selon le rayon (R) de la tranche (14). A quasi-optical beamformer (10) according to claim 2, wherein the lens is a Maxwell fish-eye index-index inhomogeneous hemispherical lens, the slice (14) of which is formed: a plurality of N dielectric materials, having discrete discrete dielectric characteristics, and distributed continuously, successively and concentrically according to the radius (R) of the wafer, with 3≤N≤10, or - A diffractive dielectric material having a plurality of orifices (H) whose density increases concentrically along the radius (R) of the wafer (14). Formateur (10) de faisceaux quasi-optique selon la revendication 1, dans lequel la lentille à gradient d'indice est formée à partir d'un matériau correspondant à une pluralité de plots métalliques.The quasi-optical beamformer (10) of claim 1, wherein the index gradient lens is formed from a material corresponding to a plurality of metal pads. Antenne élémentaire (A) comprenant au moins un élément rayonnant (18) et un formateur (10) de faisceaux quasi-optique selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, la sortie du formateur (10) de faisceaux quasi-optique étant propre à alimenter l'entrée dudit au moins un élément rayonnant (18).An elementary antenna (A) comprising at least one radiating element (18) and a quasi-optical beamformer (10) according to any of claims 1 at 4, the output of the quasi-optical beamformer (10) being adapted to feed the input of said at least one radiating element (18). Antenne élémentaire (A) selon la revendication 5, dans lequel ledit au moins un élément rayonnant (18) comprend un cornet (24) comprenant une première partie d'émission-réception (221) alimentée par la première couche (C1) du formateur (10) de faisceaux quasi-optique, et une deuxième partie d'émission-réception (222) alimentée par la deuxième couche (C2) du formateur (10) de faisceaux quasi-optique,
chacune des première et deuxième parties d'émission-réception (221, 222) étant propre à émettre et recevoir une onde électromagnétique à une première fréquence (f1) ou à une deuxième fréquence (f2), le rapport entre la deuxième fréquence et la première fréquence étant supérieur à 1,2, de préférence supérieur à 1,5, la première fréquence (f1) et la deuxième fréquence (f2) appartenant à la bande Ka du spectre électromagnétique,
le polariseur du formateur (10) de faisceaux quasi-optique étant propre à s'étendre entre la première partie d'émission-réception (221) et la deuxième partie d'émission-réception (222).An elementary antenna (A) according to claim 5, wherein said at least one radiating element (18) comprises a horn (24) comprising a first transmitting-receiving portion (22 1 ) fed by the first layer (C 1 ) of the a quasi-optical beamformer (10), and a second transmitting-receiving part (22 2 ) fed by the second layer (C 2 ) of the quasi-optical beamformer (10),
each of the first and second transmitting-receiving portions (22 1 , 22 2 ) being adapted to emit and receive an electromagnetic wave at a first frequency (f 1 ) or at a second frequency (f 2 ), the ratio between the second frequency frequency and the first frequency being greater than 1.2, preferably greater than 1.5, the first frequency (f 1 ) and the second frequency (f 2 ) belonging to the band Ka of the electromagnetic spectrum,
the polarizer of the quasi-optical beamformer (10) being adapted to extend between the first transmitting-receiving part (22 1 ) and the second transmitting-receiving part (22 2 ). Antenne élémentaire (A) selon la revendication 6, dans lequel le polariseur est propre à polariser circulairement dans un premier sens les ondes électromagnétiques que la première partie d'émission-réception (221) est propre à émettre et à polariser circulairement les ondes électromagnétiques que la deuxième partie d'émission-réception (222) est propre à émettre dans un sens opposé au premier sens.An elementary antenna (A) according to claim 6, wherein the polarizer is adapted to circularly polarize in a first direction the electromagnetic waves that the first transceiver portion (22 1 ) is capable of emitting and circularly polarizing the electromagnetic waves that the second transceiver portion (22 2 ) is adapted to emit in a direction opposite to the first direction. Système antennaire (100) comportant au moins une antenne élémentaire (A) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7.Antenna system (100) comprising at least one elementary antenna (A) according to any one of claims 5 to 7. Plateforme comportant au moins une antenne élémentaire (A) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 ou un système antennaire (100) selon la revendication 8.Platform comprising at least one elementary antenna (A) according to any one of claims 5 to 7 or an antenna system (100) according to claim 8. Procédé de télécommunications, notamment par satellite, entre deux stations de télécommunications, le procédé comprenant l'emploi d'au moins une antenne élémentaire (A) selon l'une quelconque des revendications 5 à 7 ou un système antennaire (100) selon la revendication 8.A method of telecommunications, in particular by satellite, between two telecommunication stations, the method comprising the use of at least one elementary antenna (A) according to any one of claims 5 to 7 or an antenna system (100) according to claim 8.
EP18215647.1A 2017-12-26 2018-12-21 Quasi-optical beam former, basic antenna, antenna system, associated telecommunications platform and method Active EP3506429B1 (en)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR1701368A FR3076088B1 (en) 2017-12-26 2017-12-26 QUASI-OPTICAL BEAM FORMER, ELEMENTARY ANTENNA, ANTENNA SYSTEM, PLATFORM AND RELATED TELECOMMUNICATIONS METHOD

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3506429A1 true EP3506429A1 (en) 2019-07-03
EP3506429B1 EP3506429B1 (en) 2020-11-18

Family

ID=61873354

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP18215647.1A Active EP3506429B1 (en) 2017-12-26 2018-12-21 Quasi-optical beam former, basic antenna, antenna system, associated telecommunications platform and method

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3506429B1 (en)
ES (1) ES2856222T3 (en)
FR (1) FR3076088B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768950A (en) * 2020-12-24 2021-05-07 北京理工大学 Full-metal part Maxwell fish eye lens wide-angle coverage multi-beam antenna

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426726B1 (en) * 2001-08-15 2002-07-30 Northrop Grumman Corporation Polarized phased array antenna
US20140132455A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 The Aerospace Corporation Antenna assembly and methods of assembling same
US20140176377A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Antenna system
FR3034262A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-30 Thales Sa COMPACT BUTLER MATRIX, PLANAR BIDIMENSIONAL BEAM FORMER AND FLAT ANTENNA COMPRISING SUCH A BUTLER MATRIX
FR3038457A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-06 Thales Sa QUASI-OPTICAL BEAM TRAINER WITH LENS AND FLAT ANTENNA COMPRISING SUCH A BEAM FORMER

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6426726B1 (en) * 2001-08-15 2002-07-30 Northrop Grumman Corporation Polarized phased array antenna
US20140132455A1 (en) * 2012-11-15 2014-05-15 The Aerospace Corporation Antenna assembly and methods of assembling same
US20140176377A1 (en) * 2012-12-20 2014-06-26 Canon Kabushiki Kaisha Antenna system
FR3034262A1 (en) * 2015-03-23 2016-09-30 Thales Sa COMPACT BUTLER MATRIX, PLANAR BIDIMENSIONAL BEAM FORMER AND FLAT ANTENNA COMPRISING SUCH A BUTLER MATRIX
FR3038457A1 (en) * 2015-07-03 2017-01-06 Thales Sa QUASI-OPTICAL BEAM TRAINER WITH LENS AND FLAT ANTENNA COMPRISING SUCH A BEAM FORMER

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112768950A (en) * 2020-12-24 2021-05-07 北京理工大学 Full-metal part Maxwell fish eye lens wide-angle coverage multi-beam antenna

Also Published As

Publication number Publication date
ES2856222T3 (en) 2021-09-27
FR3076088A1 (en) 2019-06-28
FR3076088B1 (en) 2020-01-10
EP3506429B1 (en) 2020-11-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3547450B1 (en) Radiating element with circular polarisation implementing a resonance in a fabry-perot cavity
EP2564466B1 (en) Compact radiating element having resonant cavities
EP2706613B1 (en) Multi-band antenna with variable electrical tilt
FR2810163A1 (en) IMPROVEMENT TO ELECTROMAGNETIC WAVE EMISSION / RECEPTION SOURCE ANTENNAS
EP0542595A1 (en) Microstrip antenna device especially for satellite telephone transmissions
EP3843202B1 (en) Horn for ka dual-band satellite antenna with circular polarisation
WO2014202498A1 (en) Source for parabolic antenna
EP3506429B1 (en) Quasi-optical beam former, basic antenna, antenna system, associated telecommunications platform and method
EP3176875A1 (en) Active antenna architecture with reconfigurable hybrid beam formation
CA2808511C (en) Flat antenna for a terminal operating in dual circular polarisation, airborne terminal and satellite telecommunication system featuring at least one antenna
EP4046241B1 (en) Antenna array
FR3013909A1 (en) CORNET, ELEMENTARY ANTENNA, ANTENNA STRUCTURE AND TELECOMMUNICATION METHOD THEREOF
CA2327371C (en) Radiating source for transmitting and receiving antenna designed for installation on board a satellite
EP3506426B1 (en) Beam pointing device for antenna system, associated antenna system and platform
EP2889955B1 (en) Compact antenna structure for satellite telecommunication
EP3155690A1 (en) Flat antenna for satellite communication
WO2023218008A1 (en) Low-profile antenna with two-dimensional electronic scanning
Gamez Analysis and design of compact antennas in cavity based on metasurfaces for multiband GNSS applications
EP3075032B1 (en) Compact antenna structure for satellite telecommunications
FR3042917A1 (en) ACQUISITION ASSIST ANTENNA DEVICE AND ANTENNA SYSTEM FOR TRACKING A MOVING TARGET ASSOCIATED WITH
FR3022404A1 (en) SATELLITE TELECOMMUNICATION FLAT ANTENNA
EP3075031A2 (en) Arrangement of antenna structures for satellite telecommunications
EP3537541A1 (en) Electromagnetic decoupling

Legal Events

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

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

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

Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN PUBLISHED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

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

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

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

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20191203

RBV Designated contracting states (corrected)

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

GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

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

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

RIC1 Information provided on ipc code assigned before grant

Ipc: H01Q 19/06 20060101ALI20200527BHEP

Ipc: H01Q 1/28 20060101ALN20200527BHEP

Ipc: H01Q 15/10 20060101ALN20200527BHEP

Ipc: H01Q 21/00 20060101AFI20200527BHEP

Ipc: H01Q 21/06 20060101ALI20200527BHEP

Ipc: H01Q 15/08 20060101ALN20200527BHEP

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200619

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

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

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

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

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: FRENCH

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 602018009854

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1336777

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20201215

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MK05

Ref document number: 1336777

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20201118

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210318

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210219

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210218

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210218

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210318

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG9D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 602018009854

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20201231

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

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

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

REG Reference to a national code

Ref country code: ES

Ref legal event code: FG2A

Ref document number: 2856222

Country of ref document: ES

Kind code of ref document: T3

Effective date: 20210927

26N No opposition filed

Effective date: 20210819

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201221

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201221

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210318

Ref country code: TR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: MT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201118

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20201231

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20211231

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20211231

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20230105

Year of fee payment: 5

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: GB

Payment date: 20231221

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Payment date: 20231211

Year of fee payment: 6

Ref country code: FR

Payment date: 20231220

Year of fee payment: 6

Ref country code: DE

Payment date: 20231208

Year of fee payment: 6

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: ES

Payment date: 20240108

Year of fee payment: 6