EP4222813A1 - Dispositif pour le positionnement d'une antenne - Google Patents

Dispositif pour le positionnement d'une antenne

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Publication number
EP4222813A1
EP4222813A1 EP21786437.0A EP21786437A EP4222813A1 EP 4222813 A1 EP4222813 A1 EP 4222813A1 EP 21786437 A EP21786437 A EP 21786437A EP 4222813 A1 EP4222813 A1 EP 4222813A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
antenna
positioning
base
degrees
intermediate piece
Prior art date
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Pending
Application number
EP21786437.0A
Other languages
German (de)
English (en)
Inventor
Eric Privat
Nicolas Girard
Christophe Laffont
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.)
Thales SA
Original Assignee
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 Thales SA filed Critical Thales SA
Publication of EP4222813A1 publication Critical patent/EP4222813A1/fr
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/18—Means for stabilising antennas on an unstable platform
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/12—Supports; Mounting means
    • H01Q1/125—Means for positioning
    • 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
    • H01Q1/34—Adaptation for use in or on ships, submarines, buoys or torpedoes

Definitions

  • the present invention relates to the field of satellite communications, more generally known under the name SATCOM or "Satellite Communications" in English. It relates more particularly to a device comprising an antenna positioner to allow communication with a satellite, this positioner being in particular intended to be placed on a moving carrier.
  • carrier is meant any type of vehicle used for civil and/or military applications, for example an aircraft, a land vehicle or a ship.
  • parabolic antenna positioners for establishing communication with a satellite, these positioners being either fixed relative to the ground, or mobile when placed on moving carriers.
  • Application WO 2009/033085 describes, for example, a positioner of the elevation on azimuth type.
  • This positioner has two axes of rotation, one allowing the azimuth of the parabolic antenna to be varied, that is to say the horizontal angle between the direction of the parabolic antenna and a reference direction generally corresponding to geographic north, and the other to vary the elevation of the parabolic antenna, that is to say the vertical angle between the direction of the parabolic antenna and the reference direction (geographic north).
  • positioners have the disadvantage of having a singular point (or "keyhole” in English) vertically, that is to say at the zenith.
  • the document CA 1 236 211 describes another type of parabolic antenna positioner comprising three axes of rotation to allow the parabolic antenna to be oriented in all possible directions towards the satellite.
  • Such a positioner does not present any singular point but proves to be very complex to produce, very cumbersome and very expensive.
  • the addition of a third axis increases the overall overhang of the antenna positioner. This is all the more true when the antenna positioner has a low profile in order to minimize aircraft drag.
  • this type of positioner presents low resonances which affect the piloting and the performance of the pointing of the antenna vis-à-vis the satellite.
  • the present invention aims to at least partially remedy this need.
  • the present invention aims to improve the pointing of an antenna vis-à-vis a satellite.
  • a first object of the invention relates to a device for positioning an antenna, said device comprising an antenna positioner of the type Elevation on azimuth adapted to move said antenna along two axes, a base intended to be fixed on a carrier, said device having a reference direction perpendicular to said base.
  • the device further comprises an intermediate piece between the base and the antenna positioner, said intermediate piece comprising a flat support surface intended to receive said antenna positioner, the flat support surface being inclined so that a direction normal to said planar support surface is offset by an angle of inclination relative to the reference direction, said angle of inclination being greater than or equal to 3 degrees and less than or equal to 15 degrees.
  • the inclined intermediate piece allows the addition of a "tilted" axis of rotation, that is to say inclined by a few degrees. It is then possible to move the singular point out of the field of use of the antenna positioner. This increases the overall tracking capabilities of the device for positioning the antenna while maintaining a simplified mechanical design.
  • the angle of inclination is greater than or equal to 5 degrees and less than or equal to 10 degrees.
  • the angle of inclination is equal to 7 degrees.
  • the intermediate piece comprises a circular base and a plurality of blocks extending over said circular base, said blocks forming a discontinuous bearing surface.
  • the realization of the support surface by a succession of independent blocks makes it possible to optimize the use of material.
  • the overall weight of the intermediate piece in the device for positioning the antenna is thus reduced.
  • the support surface is large enough and the blocks are rigid enough to support the load of the antenna positioner.
  • the intermediate piece is movable relative to the base around the reference direction.
  • the intermediate part is movable over 360 degrees around the reference direction.
  • the intermediate part is mobile at a continuous speed.
  • the intermediate piece is driven by an electric motor.
  • the device comprises at least one ball bearing arranged between the intermediate piece and the base.
  • the antenna used is a parabolic antenna or a planar antenna.
  • the antenna used is an active antenna or a passive antenna.
  • Figure 1 is an overall schematic view of a device for positioning an antenna according to the invention
  • Figure 2 is a perspective view of part of the device of Figure 1;
  • Figure 3 is an exploded view of part of the device of Figure 2;
  • Figure 4 is a perspective view of an intermediate piece of Figures 2 and 3;
  • Figure 5 is a side view of the intermediate piece of Figure 4.
  • Figure 6 is a partial sectional view along section A-A of Figure 2.
  • Figure 1 is a schematic perspective view of a device 10 for positioning an antenna 100 according to the invention.
  • a device 10 for positioning an antenna 100 includes:
  • the antenna 100 is adapted to receive waves transmitted by one or more satellites.
  • the antenna 100 is a parabolic antenna comprising a parabolic reflector and a source located at the focus of the parabola.
  • the parabolic reflector is suitable for concentrating the waves received towards the source of the antenna which will then process them.
  • the antenna can be an active or passive, parabolic or flat device.
  • the antenna positioner 200 is suitable for positioning the antenna 100 relative to the targeted satellite.
  • This antenna positioner 200 is here an elevation on azimuth type positioner able to move the antenna 100 along two axes.
  • the antenna positioner 200 can thus rotate around a normal direction Z to modify the azimuth of the antenna.
  • This positioner 200 can also turn around a direction Y perpendicular to the normal direction Z to modify the elevation of said antenna.
  • the intermediate part 300 is adapted to receive the antenna positioner 200. More particularly, the intermediate part 300 comprises a flat support surface 301 on which this positioner 200 will rest.
  • the flat support surface 301 is here inclined.
  • the direction perpendicular to this bearing surface is the Z normal direction around which the elevation of the antenna can be changed.
  • the azimuth is adapted to rotate around this Z normal direction.
  • the base 400 is intended to be fixed on a carrier, for example an aircraft.
  • This base 400 comprises a flat surface 401 on which the intermediate part 300 will rest.
  • the base 400 makes it possible to define a reference direction Z′ perpendicular to the flat surface 401 .
  • the normal direction Z is here offset by an angle of inclination a with respect to the reference direction Z'.
  • This angle of inclination a makes it possible to obtain the shift necessary to move the singular point out of the field of use of the positioner 200.
  • the angle of inclination a is greater than or equal at 3 degrees and less than or equal to 15 degrees.
  • the angle of inclination a is greater than or equal to 5 degrees and less than or equal to 10 degrees.
  • the angle of inclination a is equal to 7 degrees.
  • FIGS 2 and 3 illustrate in perspective part of the device of Figure 1.
  • the intermediate piece 300, the base 400 as well as the connection devices 500 can thus be distinguished more particularly.
  • the intermediate piece 300 comprises:
  • the circular base 310 forms a flat surface on which five blocks are positioned: a first block 320A, a second block 320B, a third block 320C, a fourth block 320D and a fifth block 320E.
  • the blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E are on the periphery of the circular base 310.
  • Each block 320A, 320B, 320C, 320D, 320E generally has the shape of a rectangular parallelepiped which extends according to a predetermined curvature around of the central opening 311 .
  • each block 320A, 320B, 320C, 320D, 320E has an upper surface 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, two elongated side surfaces 331A, 332A, 331B, 332B, 331C, 332C, 331D, 332D, 331E, 332E and two corners 333A, 334A, 333B, 334B, 333C, 334C, 333D, 334D, 333E, 334E.
  • the elongated surfaces 331A, 332A, 331B, 332B, 331C, 332C, 331D, 332D, 331E, 332E connect, for each block 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, the circular base 310 to the associated upper surfaces 330A, 330B, 330C, 330D, 330E.
  • These elongated side surfaces 331A, 332A, 331B, 332B, 331C, 332C, 331D, 332D, 331E, 332E have a curved shape which is concentric with the circular base 310.
  • the corners 333A, 334A, 333B, 334B , 333C, 334C, 333D, 334D, 333E, 334E form the ends of the various blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E.
  • the third block 320C and the fourth block 320D respectively have a straight corner 334C, 334D.
  • These rectilinear corners 334C, 334D are adapted to be in contact with the cable support 340.
  • the other corners 333A, 334A, 333B, 334B, 333C, 333D, 333E, 334E of the various blocks have a rounded shape.
  • the different blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E each have a variable height along the associated elongated side surfaces 331A, 332A, 331B, 332B, 331C, 332C, 331D, 332D, 331E, 332E.
  • the height of the corner 334A is greater than the height of the corner 333A.
  • the height of the corner 334B is greater than the height of the corner 333B.
  • the height of the corner 334C is greater than the height of the corner 333C.
  • the fourth block 320D the height of the corner 334D is greater than the height of the corner 333D.
  • the height of the corner 334E is greater than the height of the corner 333E.
  • the associated upper surfaces 330A, 330B, 330C, 330D, 330E are inclined.
  • the change in height in each of the blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E is continuously variable so that the inclination of the upper surfaces 330A, 330B, 330C, 330D, 330E is also continues.
  • the variation in height in the blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, and therefore the inclination of the upper surfaces 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, is coordinated between the different blocks so that it is possible to determine a theoretical planar bearing surface 301 passing through the various upper surfaces 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, as illustrated in FIG. 5.
  • the theoretical planar support surface 301 has a non-zero angle of inclination a.
  • This angle of inclination a is, in absolute value, greater than or equal to 3 degrees and less than or equal to 15 degrees.
  • the angle of inclination a is, in absolute value, greater than or equal to 5 degrees and less than or equal to 10 degrees.
  • the angle of inclination a is, in absolute value, equal to 7 degrees.
  • the blocks 320A, 320B, 320C, 320D, 320E have different lengths.
  • block length is meant the curvilinear distance between two corners of the block.
  • the first block 320A has a shorter length than the second block 320B.
  • the second block 320B has a shorter length than the third block 320C.
  • the third block 320C has a shorter length than the fourth block 320D. It is the fifth block 330E which extends over a larger area of the circular base 310.
  • the intermediate part 300 also comprises a plurality of polarizers 350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 357 intended to facilitate the installation of the antenna positioner 200 on the intermediate part 300.
  • This plurality of polarizers thus comprises pins 350, 354 respectively projecting relative to the circular base 310 and relative to the upper surface 330D of the fourth block 320D.
  • the polarizers also include holes 351, 352, 353, 355, 356, 357 extending respectively in the depth of the first block 320A for the hole 351, in the depth of the second block 320B for the hole 352, in the depth of the third block 320C for the hole 353, in the depth of the fourth block 320D for the hole 355 and in the depth of the fifth block 320E for the holes 356 and 357.
  • flat support surface 301 flat support surface 301 .
  • the antenna positioner 200 also comprises complementary means (not shown) to the polarizers 350, 351, 352, 353, 354, 355, 356, 357 of the intermediate piece 300.
  • the intermediate piece 300 further comprises a tubular part 360 which extends under the circular base 310.
  • This tubular part 360 is connected to the circular base 310 via the central opening 311.
  • connection devices 500 comprise:
  • the slip ring 510 comprises a main body 511, two fixing end pieces 512, 513 and a cap 514.
  • the main body 511 is adapted to rotate inside the central opening 311 of the intermediate part 300.
  • the cap 514 is suitable for protecting the slip ring 510 against the infiltration of dust or projections.
  • the fixing end pieces 512 and 513 are adapted to receive a first cable 530 and a second cable 531 .
  • This first cable 530 is for example a coaxial cable (RF).
  • the second cable is a power supply cable for the antenna 100.
  • the connection device 500 also includes a third cable 532 adapted for the transmission of digital information. Those three cables 530, 531, 532 are fixed to the cable support 340 of the intermediate piece 300 via the fixing fittings 520, 521, 522.
  • the tubular part 360 is adapted to be housed in a ball bearing 600.
  • the ball bearing 600 comprises:
  • the movable part 610 is mechanically linked to the tubular part 360 of the intermediate piece 300.
  • the fixed part 611 is mechanically linked to the base 400.
  • the tubular part 360 is therefore movable in rotation relative to the base 400 via the plurality of balls 612.
  • a sealing flange 700 is adapted to cover the ball bearing 600.
  • the ball bearing 600 allows the intermediate piece 300 to be movable relative to the base 400 around the reference direction Z'. In the configuration of FIGS. 2 to 6, the intermediate piece 300 is movable over 360 degrees around the reference direction Z. In a particular embodiment, the ball bearing has great stiffness to limit vibrations.
  • a position encoder 710 is arranged between the intermediate part 300 and the base 400. This position encoder 710 is adapted to give the position of said intermediate part 300 with respect to this base 400.
  • the intermediate piece 300, the ball bearing 600, the sealing flange 700 come to rest on a reception zone 410 of the base 400.
  • This reception zone 410 is in the form of a protruding tube portion relative to the flat surface 401 of the base 400.
  • the shape of this tube portion is adapted to the intermediate part 300, to the ball bearing 600 and to the sealing flange.
  • the base 400 also includes a box 420 extending the reception area 410.
  • the box 420 includes a cover 421 and a bottom 422.
  • the cover 421 and the bottom 422 are adapted to cover a printed circuit board 430.
  • This printed circuit board 430 comprises a plurality of electronic components 431 in order to control the operation of the antenna 100.
  • FIG. 6 is a partial sectional view along section AA of Figure 2.
  • the rotor 800 of an electric motor can be seen.
  • This rotor 800 is adapted to drive the intermediate part 300 via the tubular part 360.
  • this electric motor drives the intermediate part 300 according to a continuous speed.
  • the tubular part 360 rotates relative to the base 400 via the ball bearing 600.
  • the invention makes it possible to improve the pointing of an antenna vis-à-vis a satellite by moving the singular point out of the field of use of the antenna positioner 200.
  • the vibrations of the device for positioning the antenna are controllable compared to a conventional 3-axis solution
  • the intermediate piece 300 compensates for the changes in heading of the aircraft
  • a good positioning of the intermediate part 300 makes it possible to orient the antenna in the plane of the satellite which makes it possible to optimize the orientation of the antenna with respect to the plane of the equatorial on which the targeted satellite is located as well than its neighbours. This is particularly true for antennas of rectangular shape, especially at low elevation;
  • EIRP Equivalent Isotropic Radiated Power
  • the intermediate piece 300 can be entirely included under a radome of the antenna
  • the device for positioning the antenna is controlled, it can thus be on board a vehicle and operate when driving this vehicle.
  • the invention is not limited to the embodiments and variants presented and other embodiments and variants will appear clearly to those skilled in the art.
  • the positioning device is suitable for positioning any type of antenna that can be used on a carrier, such as a planar antenna, an active antenna or a passive antenna.
  • the intermediate piece 300 is in one part.
  • the intermediate piece 300 is an assembly of different elements.
  • the blocks can be added elements fixed to the circular base, for example by gluing, screwing or any other means.
  • connection devices 500 may not include slip rings.

Landscapes

  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Abstract

L'invention concerne un dispositif pour le positionnement d'une antenne (100) comprenant un positionneur d'antenne (200) de type Elevation sur Azimut, un socle (400) et une pièce intermédiaire (300) entre le socle (400) et le positionneur d'antenne (200). La pièce intermédiaire (300) comporte une surface d'appui plane (301) inclinée.

Description

Description
Titre de l'invention : Dispositif pour le positionnement d’une antenne
[0001] Domaine technique
[0002] La présente invention concerne le domaine des communications par satellite, plus généralement connu sous la dénomination SATCOM ou « Satellite Communications >> en anglais. Elle se rapporte plus particulièrement à un dispositif comprenant un positionneur d’antenne pour permettre la communication avec un satellite, ce positionneur étant notamment destiné à être placé sur un porteur en mouvement. Par « porteur >>, on entend tout type de véhicule utilisé pour des applications civiles et/ou militaires, par exemple un aéronef, un véhicule terrestre ou un navire.
[0003] Technique antérieure
[0004] Il existe actuellement différents types de positionneurs d’antennes paraboliques pour permettre d’établir une communication avec un satellite, ces positionneurs étant soit fixes par rapport au sol, soit mobiles lorsqu’ils sont placés sur des porteurs en mouvement.
[0005] La demande WO 2009/033085 décrit par exemple un positionneur du type Elévation sur Azimut. Ce positionneur comporte deux axes de rotation, l’un permettant de faire varier l’azimut de l’antenne parabolique, c’est-à-dire l’angle horizontal entre la direction de l’antenne parabolique et une direction de référence correspondant généralement au nord géographique, et l’autre permettant de faire varier l’élévation de l’antenne parabolique, c’est-à-dire l’angle vertical entre la direction de l’antenne parabolique et la direction de référence (nord géographique). De tels positionneurs ont cependant comme inconvénient de présenter un point singulier (ou « keyhole >> en anglais) à la verticale, c’est-à-dire au zénith. La notion de point singulier, bien connue de l’homme du métier, désigne un point où la communication entre le satellite et l’antenne parabolique est difficile, voire impossible, du fait des contraintes dynamiques de positionnement de l’antenne parabolique dans la direction dudit point singulier dans le cas où le porteur est en mouvement. Dans le cas particulier d’un positionneur du type Elévation sur Azimut, la rotation Azimut de l’antenne parabolique atteint des vitesses de rotation très importantes, voire infinies, au passage à proximité du point singulier à la verticale, si bien que l’antenne ne parvient que difficilement à s’aligner avec un satellite situé à la verticale. Cette contrainte de communication est problématique si le positionneur est sur un porteur en mouvement du fait de la dynamique que le mouvement du porteur apporte à l’antenne parabolique. Aussi, il est difficile d’utiliser de tels positionneurs sur des véhicules en mouvement évoluant dans des zones terrestres où les satellites sont situés à la verticale des antennes paraboliques, notamment dans les zones équatoriales.
[0006] Le document CA 1 236 211 décrit un autre type de positionneur d’antenne parabolique comportant trois axes de rotation pour permettre d’orienter l’antenne parabolique dans toutes les directions possibles vers le satellite. Un tel positionneur ne présente aucun point singulier mais s’avère très complexe à réaliser, très encombrant et très coûteux. En outre l’adjonction d’un troisième axe augmente globalement le porte à faux du positionneur d’antenne. Ceci est d’autant plus vrai lorsque le positionneur d’antenne présente un profil bas en vue de minimiser la trainée des avions. Enfin, ce type de positionneur présente des résonnances basses qui nuisent au pilotage et aux performances du pointage de l’antenne vis-à-vis du satellite.
[0007] Il existe donc un besoin de proposer une solution pour le positionnement d’une antenne qui évite de présenter un point singulier et qui soit simple et pratique à mettre en oeuvre.
[0008] Exposé de l’invention
[0009] La présente invention vise à remédier au moins en partie à ce besoin.
[0010] Plus particulièrement, la présente invention vise à améliorer le pointage d’une antenne vis-à-vis d’un satellite.
[0011] Un premier objet de l’invention concerne un dispositif pour le positionnement d’une antenne, ledit dispositif comprenant un positionneur d’antenne de type Elevation sur Azimut adapté pour déplacer ladite antenne selon deux axes, un socle destiné à être fixé sur un porteur, ledit dispositif présentant une direction de référence perpendiculaire audit socle. Le dispositif comprend en outre une pièce intermédiaire entre le socle et le positionneur d’antenne, ladite pièce intermédiaire comportant une surface d’appui plane destinée à recevoir ledit positionneur d’antenne, la surface d’appui plane étant inclinée de sorte qu’une direction normale à ladite surface d’appui plane est décalée d’un angle d’inclinaison par rapport à la direction de référence, ledit angle d’inclinaison étant supérieur ou égal à 3 degrés et inférieur ou égal à 15 degrés.
[0012] La pièce intermédiaire inclinée autorise l’ajout d’un axe de rotation « tilté >>, c’est à dire incliné de quelques degrés. Il est alors possible de déplacer le point singulier hors du champ d’usage du positionneur d’antenne. On augmente ainsi les capacités globales de poursuite du dispositif pour le positionnement de l’antenne tout en conservant une conception mécanique simplifiée.
[0013] Dans un mode de réalisation particulier, l’angle d’inclinaison est supérieur ou égal à 5 degrés et inférieur ou égal à 10 degrés.
[0014] Dans un mode de réalisation particulier, l’angle d’inclinaison est égal à 7 degrés.
[0015] Dans un mode de réalisation particulier, la pièce intermédiaire comprend une base circulaire et une pluralité de blocs s’étendant sur ladite base circulaire, lesdits blocs formant une surface d’appui discontinue.
[0016] La réalisation de la surface d’appui par une succession de blocs indépendants permet d’optimiser l’utilisation de matière. Le poids global de la pièce intermédiaire dans le dispositif pour le positionnement de l’antenne est ainsi diminué. La surface d’appui est suffisamment grande et les blocs sont suffisamment rigides pour supporter la charge du positionneur d’antenne. [0017] Dans un mode de réalisation particulier, la pièce intermédiaire est mobile par rapport au socle autour de la direction de référence.
[0018] Ainsi, il est possible de décaler le point singulier sur plusieurs positions d’azimut.
[0019] Dans un mode de réalisation particulier, la pièce intermédiaire est mobile sur 360 degrés autour de la direction de référence.
[0020] Ainsi, il est possible de décaler le point singulier sur l’ensemble des azimuts.
[0021] Dans un mode de réalisation particulier, la pièce intermédiaire est mobile selon une vitesse continue.
[0022] Dans un mode de réalisation particulier, la pièce intermédiaire est entraînée par un moteur électrique.
[0023] Dans un mode de réalisation particulier, le dispositif comprend au moins un roulement à billes disposé entre la pièce intermédiaire et le socle.
[0024] On facilite ainsi le déplacement de la pièce intermédiaire par rapport au socle lors du décalage du point singulier.
[0025] Dans un mode de réalisation particulier, l’antenne utilisée est une antenne parabolique ou une antenne plane.
[0026] Dans un mode de réalisation particulier, l’antenne utilisée est une antenne active ou une antenne passive. [0027] La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée de modes de réalisation pris à titre d’exemples nullement limitatifs et illustrés par les dessins annexés sur lesquels :
[0028] [Fig 1] la figure 1 est une vue schématique globale d’un dispositif pour le positionnement d’une antenne selon l’invention ;
[0029] [Fig 2] la figure 2 est une vue en perspective d’une partie du dispositif de la figure 1 ;
[0030] [Fig 3] la figure 3 est une vue éclatée de la partie du dispositif de la figure 2 ;
[0031] [Fig 4] la figure 4 est une vue en perspective d’une pièce intermédiaire des figures 2 et 3 ;
[0032] [Fig 5] la figure 5 est une vue de côté de la pièce intermédiaire de la figure 4 ;
[0033] [Fig 6] la figure 6 est une vue en coupe partielle selon la coupe A-A de la figure 2.
[0034] L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentées et d’autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l’homme du métier.
[0035] Sur les différentes figures, les éléments identiques ou similaires portent les mêmes références.
[0036] La figure 1 est une vue schématique en perspective d’un dispositif 10 pour le positionnement d’une antenne 100 selon l’invention. Un tel dispositif comprend :
- un positionneur d’antenne 200 ;
- une pièce intermédiaire 300 ;
- un socle 400.
[0037] L’antenne 100 est adaptée pour recevoir des ondes émises par un ou plusieurs satellites. Dans un mode de réalisation particulier, l’antenne 100 est une antenne parabolique comportant un réflecteur parabolique et une source située au foyer de la parabole. Le réflecteur parabolique est adapté pour concentrer les ondes reçues vers la source de l’antenne qui va alors les traiter. On notera dès à présent que l’antenne peut être un dispositif actif ou passif, parabolique ou plat. [0038] Le positionneur d’antenne 200 est adapté pour positionner l’antenne 100 par rapport au satellite visé. Ce positionneur d’antenne 200 est ici un positionneur de type Elevation sur Azimut apte à déplacer l’antenne 100 selon deux axes. Le positionneur d’antenne 200 peut ainsi tourner autour d’une direction normale Z pour modifier l’azimut de l’antenne. Ce positionneur 200 peut également tourner autour d’une direction Y perpendiculaire à la direction normale Z pour modifier l’élévation de ladite antenne. A titre d’exemple, il est possible d’utiliser un positionneur low profile aéronautique comme positionneur d’antenne 200.
[0039] La pièce intermédiaire 300 est adaptée pour recevoir le positionneur d’antenne 200. Plus particulièrement, la pièce intermédiaire 300 comporte une surface d’appui plane 301 sur laquelle va reposer ce positionneur 200. La surface d’appui plane 301 est ici inclinée. La direction perpendiculaire à cette surface d’appui est la direction normale Z autour de laquelle l’élévation de l’antenne peut être modifiée. L’azimut est adapté pour tourner autour de cette direction normale Z.
[0040] Enfin, le socle 400 est destiné à être fixé sur un porteur, par exemple un aéronef. Ce socle 400 comporte une surface plane 401 sur laquelle va reposer la pièce intermédiaire 300. Le socle 400 permet de définir une direction de référence Z’ perpendiculaire à la surface plane 401 .
[0041] La direction normale Z est ici décalée d’un angle d’inclinaison a par rapport à la direction de référence Z’. Cet angle d’inclinaison a permet d’obtenir le décalage nécessaire pour déplacer le point singulier hors du champ d’usage du positionneur 200. Dans le mode de réalisation des figures 1 à 6, l’angle d’inclinaison a est supérieur ou égal à 3 degrés et inférieur ou égal à 15 degrés.
[0042] Préférentiellement, l’angle d’inclinaison a est supérieur ou égal à 5 degrés et inférieur ou égal à 10 degrés.
[0043] Préférentiellement, l’angle d’inclinaison a est égal à 7 degrés.
[0044] Les figures 2 et 3 illustrent en perspective une partie du dispositif de la figure 1 . Sur ces figures, on distingue ainsi plus particulièrement la pièce intermédiaire 300, le socle 400 ainsi que des dispositifs de connexion 500. [0045] La pièce intermédiaire 300 comprend :
- une base circulaire 310 avec une ouverture centrale 31 1 ;
- une pluralité de blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, chaque bloc présentant respectivement une surface supérieure 330A, 330B, 330C, 330D, 330E ;
- un support de câble 340 ;
- une pluralité de détrompeurs 350, 351 , 352, 353, 354, 355, 356, 357 ;
- une partie tubulaire 360.
[0046] La base circulaire 310 forme une surface plane sur laquelle sont positionnés cinq blocs : un premier bloc 320A, un second bloc 320B, un troisième bloc 320C, un quatrième bloc 320D et un cinquième bloc 320E. Les blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E sont à la périphérie de la base circulaire 310. Chaque bloc 320A, 320B, 320C, 320D, 320E présente globalement la forme d’un parallélépipède rectangle qui s’étend selon une courbure prédéterminée autour de l’ouverture centrale 311 . Plus particulièrement, chaque bloc 320A, 320B, 320C, 320D, 320E présente une surface supérieure 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, deux surfaces latérales allongées 331 A, 332A, 331 B, 332B, 331 C, 332C, 331 D, 332D, 331 E, 332E et deux coins 333A, 334A, 333B, 334B, 333C, 334C, 333D, 334D, 333E, 334E. Les surfaces allongées 331 A, 332A, 331 B, 332B, 331 C, 332C, 331 D, 332D, 331 E, 332E relient, pour chaque bloc 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, la base circulaire 310 aux surfaces supérieures associées 330A, 330B, 330C, 330D, 330E. Ces surfaces latérales allongées 331 A, 332A, 331 B, 332B, 331 C, 332C, 331 D, 332D, 331 E, 332E présentent une forme courbe qui est concentrique à la base circulaire 310. Les coins 333A, 334A, 333B, 334B, 333C, 334C, 333D, 334D, 333E, 334E forment les extrémités des différents blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E. Le troisième bloc 320C et le quatrième bloc 320D ont respectivement un coin rectiligne 334C, 334D. Ces coins rectilignes 334C, 334D sont adaptés pour être en contact avec le support de câble 340. Les autres coins 333A, 334A, 333B, 334B, 333C, 333D, 333E, 334E des différents blocs ont une forme arrondie.
[0047] Les différents blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E présentent chacun une hauteur variable le long des surfaces latérales allongées associées 331 A, 332A, 331 B, 332B, 331 C, 332C, 331 D, 332D, 331 E, 332E. Ainsi, pour le premier bloc 320A, la hauteur du coin 334A est supérieure à la hauteur du coin 333A. Pour le second bloc 320B, la hauteur du coin 334B est supérieure à la hauteur du coin 333B. Pour le troisième bloc 320C, la hauteur du coin 334C est supérieure à la hauteur du coin 333C. Pour le quatrième bloc 320D, la hauteur du coin 334D est supérieure à la hauteur du coin 333D. Enfin, pour le cinquième bloc 320E, la hauteur du coin 334E est supérieure à la hauteur du coin 333E. Par cette variation de hauteur dans les différents blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, les surfaces supérieures associées 330A, 330B, 330C, 330D, 330E sont inclinées. Dans le monde de réalisation des figures 2 à 6, la modification de hauteur dans chacun des blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E est continûment variable de sorte que l’inclinaison des surfaces supérieures 330A, 330B, 330C, 330D, 330E est également continue. En outre, la variation de hauteur dans les blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E, et donc l’inclinaison des surfaces supérieures 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, est coordonnée entre les différents blocs de sorte qu’il est possible de déterminer une surface d’appui plane 301 théorique passant par les différentes surfaces supérieures 330A, 330B, 330C, 330D, 330E, comme il est illustré sur la figure 5. Ainsi, dans le repère orthonormé X’, Y’, Z’, de cette figure 5, la surface d’appui plane 301 théorique fait un angle d’inclinaison a non nul. Cet angle d’inclinaison a est, en valeur absolue, supérieur ou égal à 3 degrés et inférieur ou égal à 15 degrés. Préférentiellement, l’angle d’inclinaison a est, en valeur absolue, supérieur ou égal à 5 degrés et inférieur ou égal à 10 degrés. Préférentiellement, l’angle d’inclinaison a est, en valeur absolue, égal à 7 degrés.
[0048] On notera que les blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E présentent des longueurs différentes. Par « longueur de bloc », on entend la distance curviligne entre deux coins du bloc. Ainsi, le premier bloc 320A a une longueur plus faible que le second bloc 320B. Le second bloc 320B a quant à lui une longueur plus faible que le troisième bloc 320C. De la même manière, le troisième bloc 320C a une longueur plus faible que le quatrième bloc 320D. C’est le cinquième bloc 330E qui s’étend sur une plus grande surface de la base circulaire 310.
[0049] On notera également que les blocs 320A, 320B, 320C, 320D, 320E présentent une largeur identique. Par « largeur de bloc >>, on entend la distance entre deux surfaces latérales allongées du bloc. [0050] La pièce intermédiaire 300 comprend également une pluralité de détrompeurs 350, 351 , 352, 353, 354, 355, 356, 357 destinés à faciliter la mise en place du positionneur d’antenne 200 sur la pièce intermédiaire 300. Cette pluralité de détrompeurs comprend ainsi des pions 350, 354 respectivement en protubérance par rapport à la base circulaire 310 et par rapport à la surface supérieure 330D du quatrième bloc 320D. Les détrompeurs comprennent également des trous 351 , 352, 353, 355, 356, 357 s’étendant respectivement dans la profondeur du premier bloc 320A pour le trou 351 , dans la profondeur du second bloc 320B pour le trou 352, dans la profondeur du troisième bloc 320C pour le trou 353, dans la profondeur du quatrième bloc 320D pour le trou 355 et dans la profondeur du cinquième bloc 320E pour les trous 356 et 357. Ces détrompeurs forment alors des points de vissage pour fixer le positionneur deux axes 200 sur la surface d’appui plane 301 . On notera que le positionneur d’antenne 200 comprend également des moyens complémentaires (non représentés) aux détrompeurs 350, 351 , 352, 353, 354, 355, 356, 357 de la pièce intermédiaire 300.
[0051] La pièce intermédiaire 300 comprend en outre une partie tubulaire 360 qui s’étend sous la base circulaire 310. Cette partie tubaire 360 est reliée à la base circulaire 310 via l’ouverture centrale 311 . Ainsi, il est possible de mettre en place les différents dispositifs de connexion 500. Ces dispositifs de connexion 500 comprennent :
- un collecteur tournant 510 ;
- des raccords de fixation 520, 521 , 522 ;
- des câbles 530, 531 , 532.
[0052] Le collecteur tournant 510 comprend un corps principal 511 , deux embouts de fixation 512, 513 et un chapeau 514. Le corps principal 511 est adapté pour tourner à l’intérieure de l’ouverture centrale 311 de la pièce intermédiaire 300. Le chapeau 514 est adapté pour protéger le collecteur tournant 510 contre les infiltrations de poussières ou les projections. Les embouts de fixation 512 et 513 sont adaptés pour recevoir un premier câble 530 et un second câble 531 . Ce premier câble 530 est par exemple un câble coaxial (RF). Le second câble est un câble d’alimentation électrique de l’antenne 100. Le dispositif de connexion 500 comprend également un troisième câble 532 adapté pour la transmission d’informations numériques. Ces trois câbles 530, 531 , 532 sont fixés sur le support de câble 340 de la pièce intermédiaire 300 via les raccords de fixation 520, 521 , 522.
[0053] La partie tubulaire 360 est adaptée pour venir se loger dans un roulement à billes 600. Le roulement à billes 600 comprend :
- une partie mobile 610 ;
- une partie fixe 611 ;
- une pluralité de billes 612.
[0054] La partie mobile 610 est liée mécaniquement à la partie tubulaire 360 de la pièce intermédiaire 300. La partie fixe 611 est liée mécaniquement au socle 400. La partie tubulaire 360 est donc mobile en rotation par rapport au socle 400 via la pluralité de billes 612. Un flasque d’étanchéité 700 est adapté pour venir couvrir le roulement à billes 600. Le roulement à billes 600 permet à la pièce intermédiaire 300 d’être mobile par rapport au socle 400 autour de la direction de référence Z’. Dans la configuration des figures 2 à 6, la pièce intermédiaire 300 est mobile sur 360 degrés autour de la direction de référence Z. Dans un mode de réalisation particulier, le roulement à billes présente une grande raideur pour limiter les vibrations. On notera également qu’un codeur de position 710 est disposé entre la pièce intermédiaire 300 et le socle 400. Ce codeur de position 710 est adapté pour donner la position de ladite pièce intermédiaire 300 par rapport à ce socle 400.
[0055] La pièce intermédiaire 300, le roulement à billes 600, le flasque d’étanchéité 700 viennent reposer sur une zone de réception 410 du socle 400. Cette zone de réception 410 se présente sous la forme d’une portion de tube en protubérance par rapport à la surface plane 401 du socle 400. La forme de cette portion de tube est adaptée à la partie intermédiaire 300, au roulement à billes 600 et au flasque d’étanchéité. Le socle 400 comprend également un boîtier 420 prolongeant la zone de réception 410. Le boîtier 420 comprend un couvercle 421 et un fond 422. Le couvercle 421 et le fond 422 sont adaptés pour recouvrir une carte à circuit imprimé 430. Cette carte à circuit imprimé 430 comporte une pluralité de composants électronique 431 en vue de contrôler le fonctionnement de l’antenne 100. On notera que le couvercle 421 présente une pluralité d’ailettes 423 pour faciliter l’évacuation de la chaleur produite par la carte à circuit imprimé, hors du boîtier 420. [0056] La figure 6 est une vue en coupe partielle selon la coupe A-A de la figure 2. Sur cette vue à coupe, on distingue le rotor 800 d’un moteur électrique. Ce rotor 800 est adapté pour entraîner la pièce intermédiaire 300 via la partie tubulaire 360. Dans un mode de réalisation particulier, ce moteur électrique entraîne la pièce intermédiaire 300 selon une vitesse continue. Comme il a déjà été décrit, la partie tubulaire 360 tourne par rapport au socle 400 par l’intermédiaire du roulement à billes 600.
[0057] Ainsi l’invention permet d’améliorer le pointage d’une antenne vis-à-vis d’un satellite en déplaçant le point singulier hors du champ d’usage du positionneur d’antenne 200.
[0058] Elle apporte en outre les avantages suivants :
- la capacité de réaliser une poursuite de satellite est augmentée ;
- le besoin en capacités du moteur électrique est diminué ;
- la motorisation du positionneur d’antenne assurant l’azimutage est moins sollicité à haute élévation ;
- les vibrations du dispositif pour le positionnement de l’antenne sont maîtrisables par rapport à une solution 3 axes classique ;
- la pièce intermédiaire 300 compense les changements de cap de l’aéronef ;
- un bon positionnement de la pièce intermédiaire 300 permet d’orienter l’antenne dans le plan du satellite ce qui permet d’optimiser l’orientation de l’antenne par rapport au plan de l’équatoriale sur lequel se trouve le satellite visé ainsi que ses voisins. Ceci est notamment vrai pour les antennes de forme rectangulaire, notamment à basse élévation ;
- la puissance de l’antenne 100 peut être augmentée ce qui améliore la Puissance Isotropique Rayonnée Equivalente (PIRE) également appelée EIRP en anglais pour « Effective Isotropie Radiated Power >> ;
- la pièce intermédiaire 300 peut être entièrement comprise sous un radôme de l’antenne ;
- le dispositif pour le positionnement de l’antenne est piloté, il peut être ainsi embarqué sur un véhicule et fonctionner lors du roulage de ce véhicule. [0059] L’invention n’est pas limitée aux modes de réalisation et variantes présentées et d’autres modes de réalisation et variantes apparaîtront clairement à l’homme du métier.
[0060] Ainsi, le dispositif de positionnement est adapté pour positionner tout type d’antenne utilisable sur un porteur telle qu’une antenne plane, une antenne active ou une antenne passive.
[0061] Dans le mode de réalisation des figures 2 à 6, la pièce intermédiaire 300 est en une seule partie. En variante, la pièce intermédiaire 300 est un assemblage de différents éléments. Ainsi, les blocs peuvent être des éléments rapportés fixés sur la base circulaire, par exemple par collage, vissage ou tout autre moyen.
[0062] Ainsi, les dispositifs de connexion 500 peuvent ne pas comprendre de collecteurs tournants.

Claims

Revendications
[Revendication 1] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100), ledit dispositif (10) comprenant :
- un positionneur d’antenne (200) de type Elevation sur Azimut adapté pour déplacer ladite antenne (100) selon deux axes ;
- un socle (400) destiné à être fixé sur un porteur, ledit dispositif (10) présentant une direction de référence (Z’) perpendiculaire audit socle (400) caractérisé en ce que le dispositif (10) comprend :
- une pièce intermédiaire (300) disposée entre le socle (400) et le positionneur d’antenne (200), ladite pièce intermédiaire (300) comportant une surface d’appui plane (301 ) destinée à recevoir ledit positionneur d’antenne (200), la surface d’appui plane (301 ) étant inclinée de sorte qu’une direction (Z) normale à ladite surface d’appui plane (301 ) est décalée d’un angle d’inclinaison (a) par rapport à la direction de référence (Z’), ledit angle d’inclinaison (a) étant supérieur ou égal à 3 degrés et inférieur ou égal à 15 degrés.
[Revendication 2] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon la revendication 1 , dans lequel l’angle d’inclinaison (a) est supérieur ou égal à 5 degrés et inférieur ou égal à 10 degrés.
[Revendication 3] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 1 ou 2, dans lequel l’angle d’inclinaison (a) est égal à 7 degrés.
[Revendication 4] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 3, dans lequel la pièce intermédiaire (300) comprend une base circulaire (310) et une pluralité de blocs (320A, 320B, 320C, 320D, 320E) s’étendant sur ladite base circulaire (310), lesdits blocs (320A, 320B, 320C, 320D, 320E) formant une surface d’appui (330A, 330B, 330C, 330D, 330E) discontinue.
[Revendication 5] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 4, dans lequel la pièce intermédiaire (300) est mobile par rapport au socle (400) autour de la direction de référence (Z’).
[Revendication 6] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon la revendication 5, dans lequel la pièce intermédiaire (300) est mobile sur 360 degrés autour de la direction de référence (Z’).
[Revendication 7] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 5 ou 6, dans lequel la pièce intermédiaire (300) est mobile selon une vitesse continue.
[Revendication 8] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 7, dans lequel la pièce intermédiaire (300) est entraînée par un moteur électrique (800).
[Revendication 9] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 5 à 8, dans lequel ledit dispositif (10) comprend au moins un roulement à billes disposé entre la pièce intermédiaire (300) et le socle (400).
[Revendication 10] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 9, dans lequel ladite antenne (100) est une antenne parabolique ou une antenne plane.
[Revendication 11] Dispositif pour le positionnement d’une antenne (100) selon l’une quelconque des revendications 1 à 10, dans lequel ladite antenne (100) est une antenne active ou une antenne passive.
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