EP4420194B1 - Antenne active notamment pour le domaine spatial - Google Patents

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EP4420194B1
EP4420194B1 EP22835039.3A EP22835039A EP4420194B1 EP 4420194 B1 EP4420194 B1 EP 4420194B1 EP 22835039 A EP22835039 A EP 22835039A EP 4420194 B1 EP4420194 B1 EP 4420194B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
active
row
assembly
modules
plate
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.)
Active
Application number
EP22835039.3A
Other languages
German (de)
English (en)
Other versions
EP4420194A1 (fr
EP4420194C0 (fr
Inventor
Coraline SIMON
Martin Kirsch
Klaus Schieber
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.)
Tesat Spacecom GmbH and Co KG
Airbus Defence and Space SAS
Original Assignee
Tesat Spacecom GmbH and Co KG
Airbus Defence and Space SAS
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 Tesat Spacecom GmbH and Co KG, Airbus Defence and Space SAS filed Critical Tesat Spacecom GmbH and Co KG
Publication of EP4420194A1 publication Critical patent/EP4420194A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of EP4420194C0 publication Critical patent/EP4420194C0/fr
Publication of EP4420194B1 publication Critical patent/EP4420194B1/fr
Active legal-status Critical Current
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/002—Protection against seismic waves, thermal radiation or other disturbances, e.g. nuclear explosion; Arrangements for improving the power handling capability of an antenna
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/02—Arrangements for de-icing; Arrangements for drying-out ; Arrangements for cooling; Arrangements for preventing corrosion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0006—Particular feeding systems
    • H01Q21/0025—Modular arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q21/00—Antenna arrays or systems
    • H01Q21/0087—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing antenna 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
    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/12—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system using mechanical relative movement between primary active elements and secondary devices of antennas or antenna systems

Definitions

  • the invention relates to the field of active antennas. It applies more particularly, although not limited to, radars and communication systems.
  • the invention is preferably intended for application in the space field.
  • An active antenna consists of radiating elements connected to active modules for transmitting and/or receiving radiofrequency waves.
  • the need for compactness is particularly linked to radiofrequency specifications that dictate the spacing between two radiating emission openings.
  • LEO satellite an acronym for "Low Earth Orbit” or low Earth orbit satellite
  • GEO an acronym for "Geostationary Earth Orbit” or geostationary Earth orbit satellite
  • An existing solution consists of arranging the radiating elements on a shaped, non-planar surface.
  • An example is described in the patent application EP 2 654 121 where the shaped surface is a truncated cone surface and the radiating elements are placed on several generators.
  • the active antenna must necessarily include a thermal control system, capable of maintaining the active modules at an appropriate temperature.
  • the documents FR 2 881 885 And FR 2 751 473 describe examples of active antennas comprising rows of active modules arranged between beams, the beams being crossed by a cooling system allowing the cooling of the active modules.
  • the present invention aims to remedy the aforementioned drawbacks.
  • the beam of an assembly has a beveled profile cooperating with profiles of the first and second rows of active modules of said assembly to press them against the plate.
  • beveled profile it is meant that the beam has, in cross-section, a truncated cone shape, with its small base on the plate side.
  • the first row of active modules is fixedly assembled to the beam.
  • Each active module comprises at least one solid-state power amplifier, preferably a plurality of solid-state power amplifiers.
  • the invention further meets the following characteristics, implemented separately or in each of their technically operative combinations.
  • the active antenna comprises a plurality of assemblies arranged against each other, the second row of active modules of one assembly being attached to the first row of active modules of an adjoining assembly.
  • intermediate strips are arranged between second rows of active modules of one of the sets and first rows of active modules of an adjoining set.
  • the number of active modules per row of an assembly increases from one edge of the antenna plate to a center of the plate and then decreases from said center of the plate to an opposite edge.
  • Such an arrangement of active modules thus has an overall pattern close to a circular shape, and preferably symmetrical, which advantageously makes it possible to obtain improved radiofrequency performance.
  • each of said active modules comprises alignment members capable of cooperating with complementary alignment members arranged on the tray.
  • said beam comprises alignment elements capable of cooperating with complementary alignment elements arranged on the plate.
  • An active antenna according to the invention is advantageously compact and allows, thanks to the close openings on the plate, a dense assembly of active modules, therefore of SSPA amplifiers.
  • Such an active antenna is capable of withstanding significant vibration loads. It also proposes the installation of a heat pipe in contact with each of the modules allowing effective thermal regulation of the active modules despite their compactness.
  • the invention further meets the following characteristics, implemented separately or in each of their technically operative combinations.
  • the method comprises applying a determined pressure to each active module against the plate, then releasing it after assembling each active module to the beam or to an opposing active module.
  • the assembly method comprises tilting the first row of active modules of the second set when inserting said active modules between the second row of active modules of the first set already in place and the beam.
  • Such an assembly method allows a very dense assembly of active modules, despite limited access to each active module.
  • the assembly of the assembly to the plate as proposed makes it possible to withstand significant vibration loads.
  • An active antenna produced in this way can therefore be suitable for application in the space sector.
  • Such a process allows the second assembly to be assembled to both the beam and the first assembly.
  • the present invention relates to an active antenna.
  • the invention is described in the particular context of one of its preferred fields of application in which the active antenna is intended to be embarked in a space vehicle, such as a satellite, and intended to transmit and/or receive radiofrequency signals (RF signals), such as radar signals.
  • RF signals radiofrequency signals
  • An active antenna 100 according to a preferred embodiment of the invention is illustrated in figures 1 to 9 .
  • the active antenna 100 comprises a passive portion 200, an active portion 400 and a plate 300 forming an interface between said passive portion and said active portion.
  • the passive portion 200 may conventionally comprise in particular waveguides, polarizers and radiating openings (not shown in the figures).
  • the passive portion 200 has one end, called the first end 201, located on the side of the plate 300.
  • the passive portion 200 has another end, called the second end 202.
  • the second end 202 is opposite the first end 201.
  • the passive portion 200 comprises a body 203.
  • the first end 201 of the passive portion 200 corresponds to a first end of the body 203 and the second end 202 of the passive portion 200 corresponds to a second end of the body 203.
  • the passive portion 200 extends into the plate on which the active portion 400 is arranged, as illustrated in the figures 1 to 3 .
  • the tray 300 is for example fixed to the passive portion 200.
  • the plate 300 thus has a face 301 intended to be opposite the active portion 400.
  • the 300 tray has a circular shape.
  • the plate 300 has a diameter greater than the largest diameter of the body 203.
  • the plate 300 has a peripheral portion 303, projecting, forming a collar thus forming a rim on which a panel (not shown in the figures) of the space vehicle can rest and be fixed there.
  • the 300 tray and the 203 body can be made in a single piece.
  • the tray 300 advantageously comprises openings 310, as illustrated in the Figure 4 . Said openings pass through at least the thickness of the plate 300 and open out through the face 301.
  • the openings 310 are preferably arranged in at least two parallel rows. Preferably, the openings 310 are arranged in a plurality of parallel rows, with an even number of rows.
  • the openings 310 arranged on each row of openings are equidistant.
  • the distance between two openings 310, for each of the rows of openings, is preferably substantially identical.
  • the active portion 400 comprises at least one active assembly for transmitting and/or receiving RF radiofrequency waves.
  • an active assembly for transmitting RF radiofrequency waves will be referred to as an assembly.
  • the active portion 400 comprises a plurality of assemblies.
  • Each assembly of the active portion 400 comprises the same constituent elements.
  • An exemplary assembly is now described.
  • a set does not have more than two rows of 410 active modules.
  • a set necessarily comprises the same number of active modules 410 in both rows.
  • Each active module 410 of the second row is intended to come substantially opposite an active module 410 of the first row.
  • Each row of active modules 410 of a set is advantageously intended to come opposite a row of openings 310 of the plate 300.
  • One set may differ from another set by the number of active modules 410.
  • the 450 beam and the 460 heat transfer duct are separate elements.
  • Each active module 410 of an assembly comprises at least one solid-state power amplifier.
  • a solid-state power amplifier will be called an SSPA (Solid State Power Amplifier).
  • each active module 410 comprises a plurality of SSPA amplifiers.
  • each active module 410 comprises four SSPA amplifiers.
  • Each active module 410 is in the form of a box 420, inside which the SSPA amplifiers are arranged.
  • the housings 420 of the active modules 410 preferably have an identical shape.
  • Each case as shown in the Figures 5 and 6 , generally has a rectangular parallelepiped geometric shape.
  • Each housing 420 is for example formed of two shells assembled together.
  • Each housing 420 comprises a first face 421 and a second face 422, opposite the first face 421, two longitudinal edges 423 and two lateral edges 425, 426.
  • these boxes are not fixed to the plate directly by screws inserted perpendicularly into the plate. Indeed, such an arrangement of screws for fixing the modules would result in a significant limitation in terms of compactness.
  • the boxes are advantageously fixed, in the active antenna according to the invention, by means of screws arranged parallel to the plane of the plate.
  • the active modules 410 are thus positioned perpendicularly to the plate 300, assembled laterally to each other on each row.
  • Such an arrangement of the active modules 410 on the tray 300 makes it possible to reduce their size on said tray 300, making it possible to increase the number of active modules 410 to be positioned on said tray 300.
  • Each active module 410 comprises at least one radio frequency output interface 427, one RF output interface 427 per SSPA amplifier.
  • an active module 410 comprises four SSPA amplifiers
  • said active module 410 comprises four RF output interfaces 427, as illustrated in the Figure 6 .
  • the RF output interfaces 427 are arranged at the first side edge 425 of the housing, and are regularly distributed over said first side edge.
  • the RF output interfaces 427 of the active module 410 are in the form of waveguides.
  • the RF output interfaces 427 of an active module 410 are arranged so that, when said active module 410 is in position on the plate 300, each RF output interface 427 is intended to come respectively opposite an opening 310 of a row of openings 310 of the plate 300.
  • Each active module 410 further comprises a seal disposed around each RF output interface 427. This seal will be pressurized before the active module is finally fixed to the plate, after which the mounting pressure is removed.
  • a press is for example used to apply a specific nominal pressure to the seal. The invention advantageously makes it possible to precisely adjust the pressure applied to the seals, in the final assembly.
  • the active module 410 comprises four RF output interfaces 427
  • said active module 410 comprises four seals.
  • Each seal of an active module 410 is arranged around an RF output interface 427 such that, when the active module 410 is in position on the tray 300, said seal is arranged around an opening 310 of a row of openings 310 of the tray 300.
  • Each active module 410 comprises at least one radio frequency input interface 428, one RF input interface per SSPA amplifier.
  • an active module 410 comprises four SSPA amplifiers
  • said active module 410 comprises four RF input interfaces 428, as illustrated in the Figures 5 and 6 .
  • the RF input interfaces 428 are arranged at a second side edge 426 of the housing 420 and are regularly distributed over said second side edge.
  • the RF input interfaces 428 are in the form of coaxial outputs.
  • the active modules 410 may comprise alignment members 432, as illustrated in the Figure 6 , intended to cooperate with complementary alignment members 320 arranged on the plate 300, at the level of the face 301, as illustrated in the Figure 4
  • the alignment members 432 of an active module 410 are preferably arranged at the level of the first lateral edge 425 of the housing 420 of said active module 410.
  • the alignment members 432 of the active modules 410 are alignment pins and the complementary alignment members 432 320 on the plate 300 are receiving pins. Conversely, and without departing from the scope of the invention, the alignment members 432 of the active modules 410 may be receiving pins and the complementary alignment members 320 on the plate 300 are alignment pins.
  • each active module 410 of an assembly comprises first orifices 433 for receiving fixing elements, called first fixing elements 510.
  • first fixing elements 510 are intended to assemble two modules facing each other of the same assembly.
  • the first orifices 433 pass through the thickness of the housing 420 of the active module 410.
  • the first fasteners 510 are reversible fasteners, i.e., they can be installed and removed as needed.
  • the first fastening elements 510 are clamping screws and the first holes 433 of the active module 410 are threaded, forming nuts for the clamping screws.
  • each active module 410 has four first orifices 433.
  • each active module 410 of an assembly comprises second orifices 434 for receiving fixing elements, called second fixing elements 520.
  • second fixing elements 520 are intended to assemble an active module 410 to the beam 450 of said assembly, as will be described later.
  • the second orifices 434 pass through the thickness of the housing 420 of the active module 410, and are arranged on the side of the first lateral edge 425.
  • the second fastening elements 520 are reversible fastening elements.
  • the second fastening elements 520 are clamping screws and the second holes 434 of the active module 410 are threaded, forming nuts for the clamping screws.
  • each active module 410 has two second orifices 434.
  • Beam 450
  • the beam 450 of an assembly is advantageously a longitudinal beam 450, intended to be arranged between two rows of openings 310 of said plate 300 and to be held tight between the first row of active modules 410 and the second row of active modules 410.
  • the beam 450 may comprise alignment elements (not shown in the figures) intended to cooperate with complementary alignment elements 330 arranged on the plate 300.
  • the complementary alignment elements 330 arranged on the plate 300 are arranged between two rows of openings 310 of said plate 300 intended to receive two rows of active modules 410 of an assembly, as illustrated in the Figure 4 .
  • the alignment elements of the beam 450 are alignment pins and the complementary alignment elements 330 on the plate 300 are receiving pins.
  • the alignment elements of the beam 450 may be receiving pins and the complementary alignment elements 330 on the board 300 are alignment pins.
  • the beam 450 comprises first orifices 451 for receiving fixing elements, called third fixing elements 530.
  • These third fixing elements 530 are intended to assemble the beam 450 to the plate 300.
  • the first orifices 451 of the beam 450 are through.
  • the plate 300 also comprises first orifices 340 for receiving the third fixing elements 530.
  • the first orifices 340 of the plate 300 extend into the thickness of the plate 300, from the face 301 of said plate 300.
  • the first orifices 340 of the plate 300 are preferably not through the thickness of the plate 300.
  • the first orifices 340 of the plate 300 are arranged on the plate 300 such that, when the beam 450 is in position on the plate 300, said first orifices 340 of the plate 300 are opposite the first orifices of the beam 450.
  • the third fastening elements 530 are reversible fastening elements.
  • the third fastening elements 530 are clamping screws and the first holes 451, 340 of the beam 450 and of the plate 300 are threaded, forming nuts for said clamping screws.
  • the beam 450 comprises second orifices 452 for receiving the second fixing elements 520.
  • the second fixing elements 520 are intended to assemble the beam 450 to an active module 410.
  • the second orifices 452 of the beam 450 are through.
  • the second orifices 452 of the beam 450 are arranged in the beam 450 such that, when the beam 450 and an active module 410 of the first row are in position on the plate 300, said second orifices of the beam 450 are opposite the second orifices 434 of said active module.
  • the second fastening elements 520 are clamping screws and the second holes 434 of the active module 410 and the beam 450 are threaded, forming nuts for the clamping screws.
  • the 450 beam has a beveled profile. More specifically, the 450 beam has a trapezoidal cross-section, as illustrated in the Figure 7 . There trapezoidal section of the beam notably presents a plane of symmetry passing through the middle of the trapezoid.
  • the beam 450 is intended to be positioned on the plate 300 such that its small base 453 is arranged facing the plate 300. In other words, when the beam 450 is in position on the plate 300, the beam 450 gradually tapers towards the plate 300.
  • each active module 410 may have, over its entire width, a recess 429 for receiving a portion of the beam 450.
  • Said recess has a shape complementary to a portion of the cross-section of the beam 450, preferably half of the cross-section of the beam 450. In the clamped position, a clearance is left between the beam and the active modules 410, on the face of the beam opposite the plate. This provides good contact at the inclined planes of the beam, which guarantees good mechanical strength.
  • Such a recess 429 is made in the housing 420 of the active modules 410, at the level of the first face 421, and extends from the first lateral edge 425.
  • two active modules 410 of a set are positioned opposite each other on the plate 300, they substantially surround the beam 450.
  • the first faces of the housings 420 of said active modules are very close together.
  • Such an arrangement of the active modules 410 on the tray 300 makes it possible to reduce their size on said tray, making it possible to increase the number of rows of active modules 410 on the tray 300.
  • Such an active antenna is compact and advantageously allows, thanks to the close openings on the plate, a dense assembly of active modules, therefore of SSPA amplifiers.
  • the arrangement of the heat transfer duct between the two rows of active modules allows effective thermal regulation of the active modules despite their compactness.
  • the assembly further comprises a heat transfer duct 460 intended to evacuate the heat coming from the active modules 410.
  • the heat transfer pipe 460 is for example of the capillary heat pipe type.
  • the heat transfer conduit 460 comprises, for example, as illustrated Figure 7 , at least one elongated tube 461, hollow, and two longitudinal support plates 462, parallel to each other and arranged, opposite the at least one elongated tube 461, in a diagonally opposite manner.
  • the capillary heat pipe comprises two parallel elongated tubes 461 arranged between the two longitudinal support plates 462.
  • the heat transfer duct 460 is arranged to be advantageously in contact with both all of the active modules 410 of the first row and all of the modules of the second row of the assembly.
  • the heat transfer duct 460 is arranged so that one of the two longitudinal support plates 462 is in contact with all of the active modules 410 of the first row and the other longitudinal support plate 462 is in contact with all of the active modules 410 of the second row.
  • the heat transfer duct 460 preferably projects on either side of the first and second rows of active modules 410.
  • a thermally conductive paste (not shown in the figures) is placed between the heat transfer duct 460 and the active modules 410 of the two rows.
  • the thermally conductive paste advantageously contributes to the passive thermal regulation of the active modules 410.
  • the thermally conductive paste may be self-hardening.
  • the thermally conductive paste is a component of the MAPSIL ® or Sigraflex ® brand.
  • each active module 410 may have, over its entire width, a groove 430 for receiving a portion of the heat transfer conduit 460.
  • the groove 430 has a shape complementary, to within a clearance, to a portion of the cross-section of the heat transfer conduit 460, preferably to half of the cross-section of the heat transfer conduit 460.
  • Such a groove 430 is made in the housing 420 of the active modules 410, at the level of the first face 421.
  • Such an arrangement of the active modules 410 on the tray 300 makes it possible to reduce their size on said tray 300, making it possible to increase the number of rows of active modules 410 on the tray 300.
  • the active portion 400 comprises a plurality of assemblies, the assemblies being attached to each other in parallel.
  • the tray 300 comprises a plurality of rows of openings 310, the number of rows of openings 310 corresponding at least to the number of rows of the assemblies. Two rows of openings 310 of the tray 300 are spaced apart by a distance d allowing the insertion of two active modules 410 opposite each other, with a clearance close.
  • the assemblies are arranged against each other such that the second face 422 of the housings 420 of the active modules 410 of the second row of an assembly is opposite the second face 422 of the housings 420 of the active modules 410 of the first row of active modules 410 of an adjoining assembly.
  • each active module 410 comprises third orifices 452 for receiving fixing elements, called fourth fixing elements 540.
  • fourth fixing elements 540 are intended to assemble together two active modules 410 facing each other of two adjoining assemblies.
  • Said third orifices 452 pass through the thickness of the housing 420 of the active module 410.
  • the fourth fastening elements 540 are reversible fastening elements.
  • the fourth fastening elements 540 are clamping screws and the third holes 452 of the active modules 410 are threaded, forming nuts for said clamping screws.
  • an intermediate strip 600 can be inserted between the active modules 410 of the second row of a set and the active modules 410 of the first row of an adjoining set.
  • the spacer bar 600 is sized to be held by friction between the active modules 410 of the second row of a set and the active modules 410 of the first row of an adjoining set, when said active modules are positioned on the plate 300.
  • the assemblies of two rows each, can be fixed for example three by three, four by four or five by five.
  • the assembly has a sufficiently high lateral resonance frequency, without however preventing mechanical assembly.
  • an intermediate strip is added at the contact areas between them, while the active modules from one set of two rows to the other are not in contact.
  • the spacer bar can be made of rough material such as Ekagrip ® (stainless steel encrusted with micro-diamonds). This increases the coefficient of friction between the assemblies and reduces the forces in the tightening screws.
  • Ekagrip ® stainless steel encrusted with micro-diamonds
  • the active portion 400 may comprise at the end of the heat transfer conduits, other heat transfer conduits, called second heat transfer conduits 500. All of the heat transfer conduits 460 and the second heat transfer conduits 500 form a thermal control system.
  • the active modules 410 of the assemblies are positioned on the plate 300 so as to present an overall pattern close to a circular shape, and preferably symmetrical. Such a pattern advantageously makes it possible to obtain improved radiofrequency performance.
  • the active portion 400 comprises 14 sets, or 28 rows of active patterns. 132 modules are distributed over these 28 rows.
  • Each active module 410 comprises 4 SSPA amplifiers, or a total of 528 SSPA amplifiers.
  • a typical density for the tray is for example 5000 to 8000 openings / m 2 .
  • the active antenna according to the invention thus advantageously allows the assembly of a high density of SSPA amplifiers.
  • the active antenna according to the invention is thus perfectly suited for installation in a space vehicle, and in particular capable of withstanding the vibration loads inherent in the launch phase.
  • each active module 410 comprises a recess 429 and a groove 430.
  • the passive portion 200 of the active antenna is previously assembled to the plate 300, for example by screwing.
  • the first set is assembled to the board 300.
  • the first set is arranged as close as possible to an edge of the board 300.
  • the beam 450 of the first set is assembled to the plate 300.
  • the beam 450 is positioned on the plate 300 such that its alignment elements cooperate with complementary alignment elements 330 of the plate 300, thus ensuring the correct positioning of the beam 450 on the plate 300.
  • the first holes 451 of the beam 450 thus coincide with the first holes 340 of the plate 300.
  • the beam 450 is fixed to the plate 300 using the first fixing elements 510.
  • first fixing elements 510 are clamping screws
  • said clamping screws are screwed into the first threaded holes 451 of the beam 450 then the first threaded holes 340 of the plate 300, thus causing the beam 450 to be immobilized on the plate 300.
  • the active modules 410 of the first row are assembled to the beam 450.
  • a first active module 410 is positioned on the tray 300 such that its alignment members 432 cooperate with complementary alignment members 320 of the tray 300, thus ensuring the correct positioning of the first active module 410 on the tray 300.
  • the RF output interfaces 427 of the first active module 410 thus coincide with openings 310 of a first row of openings of the tray 300.
  • the seals of the first active module 410 surround said openings of the tray 300.
  • the recess 429 of the first active module 410 cooperates with the beam 450.
  • a second active module 410 adjacent to the first active module 410, is positioned on the plate 300.
  • the second active module 410 is positioned on the plate 300 in such a way that its alignment members 432 cooperate with complementary alignment members 320 of the plate 300.
  • the second active module 410 is found attached to the first active module 410, at one of their longitudinal edges 423.
  • the RF output interfaces 427 of the second active module 410 thus coincide with other openings 310 of the first row of openings of the plate 300.
  • the seals of the second active module 410 surround said openings of the plate 300.
  • the recess 429 of the second active module 410 cooperates with the beam 450.
  • the active modules 410 are fixed to the beam 450.
  • a nominal pressure is first applied to the first active module 410 to compress the seals of the first active module 410.
  • This nominal pressure is applied from the second side edge 426 and towards the plate 300.
  • the nominal pressure exerted is of the order of 150 N.
  • the first active module 410 is fixed to the beam 450 using the second fixing elements 520.
  • each clamping screw passes through the beam 450 then the first active module 410.
  • Each screw is thus screwed first into the second threaded holes 452 of the beam 450 then into the second threaded holes 434 of the first active module 410, thus causing the beam 450 to be immobilized on the plate 300.
  • a nominal pressure is then applied to the second active module 410 to compress the seals of the second active module 410, in a similar manner to that applied to the first active module 410. Then the second active module 410 is fixed to the beam 450 using the second fixing elements 520, as for the first active module 410.
  • the active modules 410 are positioned one after the other then put under pressure and assembled to the beam 450 one after the other.
  • the heat transfer duct 460 is assembled to the active modules 410 of the first row.
  • the heat-conducting paste is deposited on a portion of the heat-transfer duct 460.
  • the heat-transfer duct 460 formed by at least one elongated tube 461 and two longitudinal support plates 462, the heat-conducting paste is deposited on each of the longitudinal support plates 462. Then the heat-transfer duct 460 is positioned against the active modules 410 of the first row.
  • the heat-transfer duct 460 is placed so that one of the longitudinal support plates 462 on which the heat-conducting paste is deposited is placed against the first face 421 of the housings 420 of the active modules 410 of the first row, with the paste between the longitudinal support plate 462 and the first face 421 of the housings 420 of the modules of the first row.
  • the heat transfer conduit 460 is inserted in particular into the groove 430 provided in the first face 421 of the housings 420 of the active modules 410. This step must be carried out while the paste is not completely hardened.
  • the paste When the paste begins to harden, it forms a layer of paste which adheres both to the longitudinal support plate 462 of the heat transfer duct 460 and to the active modules 410 of the first row so that the heat transfer duct 460 and the modules are secured together.
  • the layer of paste advantageously compensates for the differences in thickness between the first face 421 of the housings 420 of the active modules 410 and the longitudinal support plate 462.
  • the heat-conducting paste fills any gaps between the longitudinal support plate 462 of the heat transfer duct 460 and the active modules 410 of the first row.
  • the active modules 410 of the second row of the first set are assembled to the active modules 410 of the first row.
  • the beveled profile of the active module on the one hand and of the beam on the other hand allows, by tilting the active module of the second row of the first set, to insert it between the active module of the first row already in place and the beam.
  • a first active module 410 of the second row is positioned on the tray 300 such that its alignment members 432 cooperate with complementary alignment members 320 of the tray 300, thus ensuring the correct positioning of the first active module 410 on the tray 300.
  • the first active module 410 of the second row is positioned so that the first face 421 of its housing 420 is opposite the first face 421 of the housing 420 of the first module of the first row.
  • the RF output interfaces 427 of the first active module 410 of the second row thus coincide with openings 310 of a second row of openings of the tray 300.
  • the seals of the first active module 410 of the second row surround said openings of the tray 300.
  • the recess 429 of the housing 420 of the first active module 410 of the second row cooperates with the beam 450.
  • the groove 430 of the housing 420 of the first active module 410 of the second row cooperates with the heat transfer duct 460, with the heat-conducting paste between the other longitudinal support plate 462 of the heat transfer duct 460 and said groove 430.
  • the first active module 410 of the second row is attached to the first active module 410 of the first row.
  • a nominal pressure is first applied to the first active module 410 of the second row to compress the seals of said first active module 410.
  • This nominal pressure is applied from the second lateral edge 426 and in the direction of the plate 300.
  • the nominal pressure exerted is of the order of 150 N.
  • said first active module 410 of the second row is fixed to the first active module 410 of the first row by means of the first fixing elements 510.
  • first fixing elements 510 are clamping screws
  • said clamping screws are screwed first into the first threaded holes 433 of the first active module 410 of the second row and then into the first threaded holes 433 of the first active module 410 of the first row, thus causing the first active module 410 of the second row to be immobilized with the first active module 410 of the first row.
  • first fixing elements 510 When said first fixing elements 510 are in place, the nominal pressure on the first active module 410 of the second row is released. The seals of the first active module 410 are then correctly positioned around the respective openings 310 of the tray 300.
  • a second active module 410 of the second row is positioned on the plate 300.
  • Said second active module 410 is positioned on the plate 300 in such a way that its alignment members 432 cooperate with complementary alignment members 320 of the plate 300.
  • the second active module 410 is found attached to the first active module 410, at one of their longitudinal edges 423.
  • the second active module 410 of the second row is then positioned in such a way that the first face 421 of its housing 420 is opposite the first face 421 of the housing 420 of the second module of the first row.
  • the RF output interfaces 427 of the second active module 410 thus coincide with other openings 310 of the second row of openings of the tray 300.
  • the seals of the second active module 410 of the second row surround said openings of the tray 300.
  • the recess 429 of the second active module 410 cooperates with the beam 450.
  • the groove 430 of the housing 420 of the first active module 410 of the second row cooperates with the heat transfer duct 460, with the heat-conducting paste between the other longitudinal support plate 462 of the heat transfer duct 460 and said groove 430.
  • the second active module 410 of the second row is attached to the second active module 410 of the first row, similarly to attaching the first active module 410 of the second row to the first active module 410 of the first row (see above, the second sub-step of the fourth step).
  • the active modules 410 of the second row are positioned, pressurized and assembled one after the other.
  • the first assembly of the active portion 400 is assembled to the plate 300.
  • the beam 450 is fixedly assembled to the plate 300.
  • Each active module 410 of the first row is fixedly assembled to the beam 450.
  • the active modules 410 of the first row are not fixedly assembled together.
  • the active modules 410 of the second row are not fixedly assembled to the beam 450 but only to the active modules 410 of the first row located opposite them.
  • the active modules 410 of the second row are not fixedly assembled together.
  • the second assembly of the active portion 400 can then be assembled to the plate 300.
  • the second assembly is arranged parallel to the first assembly, adjoining it.
  • the beam 450 of the second set is assembled to the plate 300.
  • the beam 450 of the second set is fixed parallel to the beam 450 of the first set.
  • the beam 450 of the second set is assembled in a similar manner to the beam 450 of the first set (see first step).
  • the active modules 410 of the first row of the second set are assembled to the beam 450 of the second set.
  • the active modules 410 of the first row of the second set are assembled to the beam 450 of the second set in a manner similar to the assembly of the active modules 410 of the first row of the first set on the beam 450 of the first set (see second step).
  • the RF output interfaces 427 of the active modules 410 of the second set thus coincide with openings 310 of a third row of openings of the tray 300.
  • the first active modules 410 of the first row of the second set are inserted between the active modules 410 of the second row of the first set and the beam 450 of the second set by tilting said first active modules of the first row of the second set to first introduce their first lateral edge 425, then by bringing said active modules of the first row of the second set perpendicular to the plate 300.
  • the spacer strip can optionally be slid between the second row of active modules of the first set and the first row of active modules of the second set so as to then fix, between them, for example by screws 540, the active modules of two successive sets.
  • a seventh step as illustrated in the figures 9 d) , the heat transfer duct 460 of the second set is assembled to the active modules 410 of the first row of the second set.
  • This seventh step is similar to the third step.
  • the active modules 410 of the second row of the second set are assembled to the active modules 410 of the first row of the first set. This eighth step is similar to the fourth step.
  • the RF output interfaces 427 of the active modules 410 of the second set thus coincide with openings 310 of a fourth row of openings of the tray 300.
  • the second assembly of the active portion 400 is assembled to the plate 300.
  • the beam 450 is fixedly assembled to the plate 300.
  • Each active module 410 of the first row is fixedly assembled to the beam 450.
  • the active modules 410 of the first row are not fixedly assembled to each other.
  • the active modules 410 of the second row are not fixedly assembled to the beam 450 but only to the active modules 410 of the first row located opposite them.
  • the active modules 410 of the second row are not fixedly assembled to each other.
  • the active modules 410 of the first row of the second set are fixedly assembled with the active modules 410 of the second row of the first set.
  • the method may comprise a step of positioning an intermediate strip 600 between the active modules 410 of the second row of the first set and the active modules 410 of the first row of the second set. This step may be carried out after the positioning of the active modules 410 of the first row of the second set but before the fixing of said active modules 410 of the first row of the second set to the active modules 410 of the second row of the first set.
  • the spacer bar 600 is interposed between the active modules 410 of the second row of the first set and the active modules 410 of the first row of the second set and is held by friction between the second faces of the housings 420 of the different active modules 410, connected together by screwing.
  • the assembly method described above applies to the assembly of several assemblies, the assemblies being able to comprise different numbers of active modules.
  • the present invention achieves the objectives it set for itself.
  • the invention proposes a compact active antenna, with reduced spacing between the active modules, therefore with a high density of SSPA amplifiers, capable of supporting significant vibration loads and allowing the installation of a heat pipe in contact with each of the modules.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)

Description

    Domaine technique de l'invention
  • L'invention se rapporte au domaine des antennes actives. Elle s'applique plus particulièrement, bien que non limitativement, aux radars et aux systèmes de communication.
  • L'invention est préférentiellement destinée à une application dans le domaine spatial.
    • Technique antérieure
  • Les antennes actives actuelles sont conçues afin de répondre à plusieurs impératifs, notamment en termes de compacité et de puissance.
  • Une antenne active est constituée d'éléments rayonnants reliés à des modules actifs d'émission et/ou de réception d'ondes radiofréquences. Le besoin de compacité est notamment lié aux spécifications radiofréquences qui dictent l'espacement entre deux ouvertures d'émission rayonnantes. Ainsi pour un satellite LEO (acronyme anglais pour « Low Earth Orbit » ou satellite à orbite terrestre basse), le besoin de compacité est généralement plus important que pour un satellite géostationnaire dit GEO (acronyme anglais pour « Geostationary Earth Orbit » ou satellite à orbite terrestre géostationnaire).
  • Une solution existante consiste à disposer les éléments rayonnants sur une surface conformée, non plane. Un exemple est décrit dans la demande de brevet EP 2 654 121 où la surface conformée est une surface tronconique et les éléments rayonnants sont placés sur plusieurs génératrices.
  • De plus, au vu de la puissance thermique dissipée par chacun des modules actifs d'émission et/ou de réception d'ondes radiofréquences, l'antenne active doit nécessairement inclure un système de contrôle thermique, apte à maintenir les modules actifs à une température appropriée.
  • Les documents FR 2 881 885 et FR 2 751 473 décrivent des exemples d'antennes actives comportant des rangées de modules actifs disposées entre des poutres, les poutres étant traversées par un système de refroidissement permettant le refroidissement des modules actifs.
    • Présentation de l'invention
  • La présente invention vise à remédier aux inconvénients précités.
  • A cet effet, il est proposé par la présente invention une antenne active comprenant :
    • une portion passive d'un réseau d'antennes prolongée à une extrémité par un plateau dans lequel sont aménagées des ouvertures,
    • au moins un ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF, dit ensemble, par lesdites ouvertures, chaque ensemble comprenant :
      • o une première rangée de modules actifs venant en vis-à-vis d'ouvertures du plateau,
      • o une seconde rangée de modules actifs venant en vis-à-vis d'ouvertures du plateau et rattachée à la première rangée de modules actifs,
      • o une poutrelle rattachée au plateau et maintenue serrée entre la première rangée de modules actifs et la seconde rangée de modules actifs,
      • o un conduit caloporteur en contact avec la première rangée de modules actifs et la seconde rangée de modules actifs et saillant de part et d'autre desdites première et seconde rangées de modules actifs.
  • La poutrelle d'un ensemble présente un profil biseauté coopérant avec des profils des première et seconde rangées de modules actifs dudit ensemble pour les plaquer contre le plateau. Par profil biseauté, on entend que la poutrelle présente, en section transversale, une forme tronconique, avec sa petite base côté plateau. La première rangée de modules actifs est assemblée fixement à la poutrelle.
  • Chaque module actif comporte au moins un amplificateur de puissance à état solide, de préférence une pluralité d'amplificateurs de puissance à état solide.
  • Dans des modes particuliers de réalisation, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, l'antenne active comporte une pluralité d'ensembles disposés les uns contre les autres, la seconde rangée de modules actifs d'un ensemble étant rattachée à la première rangée de modules actifs d'un ensemble attenant.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, des barrettes intercalaires sont disposées entre des secondes rangées de modules actifs d'un des ensembles et des premières rangées de modules actifs d'ensemble attenant.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, le nombre de modules actifs par rangée d'un ensemble est croissant d'un bord du plateau de l'antenne jusqu'à un centre du plateau puis décroissant dudit centre du plateau vers un bord opposé. Un tel agencement de modules actifs présente ainsi un motif global proche d'une forme circulaire, et de préférence symétrique, ce qui permet avantageusement d'obtenir une performance radiofréquence améliorée.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, pour garantir le positionnement correct des modules actifs de chaque rangée d'un ensemble lors de leur placement sur le plateau, chacun desdits modules actifs comporte des organes d'alignement aptes à coopérer avec des organes d'alignement complémentaires agencés sur le plateau.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, pour garantir le positionnement correct de la poutrelle d'un ensemble lors de son placement sur le plateau, ladite poutrelle comporte des éléments d'alignement aptes à coopérer avec des éléments d'alignement complémentaires agencés sur le plateau.
  • Une antenne active selon l'invention est avantageusement compacte et permet, grâce aux ouvertures rapprochées sur le plateau, un assemblage dense de modules actifs, donc d'amplificateurs SSPA.
  • Une telle antenne active est apte à supporter des charges de vibration importantes. Elle propose également la mise en place d'un caloduc en contact avec chacun des modules permettant une régulation thermique efficace des modules actifs malgré leur compacité.
  • L'invention est également relative à un procédé de montage d'une antenne active conforme à au moins l'un de ses modes de réalisation, comportant une étape d'assemblage d'un ensemble, dit premier ensemble, sur le plateau. Ladite étape comporte :
    • l'assemblage de la poutrelle du premier ensemble au plateau,
    • l'assemblage de la première rangée de modules actifs du premier ensemble à ladite poutrelle,
    • l'assemblage du conduit caloporteur du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs,
    • l'assemblage de la seconde rangée de modules actifs du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs.
  • Les quatre étapes précédentes sont réalisées consécutivement, les unes après les autres.
  • Dans des modes particuliers de mise en œuvre, l'invention répond en outre aux caractéristiques suivantes, mises en œuvre séparément ou en chacune de leurs combinaisons techniquement opérantes.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé comprend une mise à une pression déterminée de chaque module actif contre le plateau, puis un relâchement après l'assemblage de chaque module actif à la poutrelle ou à un module actif en vis-à-vis.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé de montage comporte une étape d'assemblage d'un autre ensemble, dit deuxième ensemble, attenant au premier ensemble, ladite étape comportant :
    • l'assemblage de la poutrelle du deuxième ensemble au plateau,
    • l'assemblage de la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble à ladite poutrelle et à la deuxième rangée de modules actifs du premier ensemble,
    • l'assemblage du conduit caloporteur du deuxième ensemble à ladite première rangée de modules actifs du deuxième ensemble,
    • l'assemblage de la seconde rangée de modules actifs du deuxième ensemble à la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble.
  • Les quatre étapes précédentes sont réalisées consécutivement, les unes après les autres.
  • Dans des modes particuliers de réalisation de l'invention, le procédé de montage comprend un basculement de la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble lors de l'insertion desdits modules actifs entre la seconde rangée de modules actifs du premier ensemble déjà en place et la poutrelle.
  • Un tel procédé de montage permet un assemblage très dense de modules actifs, malgré un accès limité à chaque module actif.
  • De plus, l'assemblage de l'ensemble au plateau tel qu'il est proposé permet de supporter des charges de vibration importantes. Une antenne active réalisée ainsi peut ainsi convenir pour une application dans le domaine spatial. Un tel procédé permet d'assembler le deuxième ensemble à la fois à la poutrelle et au premier ensemble.
    • Brève description des figures
  • L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple nullement limitatif, et faite en se référant aux figures suivantes :
    • [Fig. 1] illustre une vue en perspective d'une antenne active selon un exemple de réalisation de l'invention ;
    • [Fig. 2] illustre une autre vue de coté de l'antenne active de la figure 1 ;
    • [Fig. 3] illustre une autre vue de dessus de l'antenne active de la figure 1 ;
    • [Fig. 4] illustre un exemple de réalisation d'un plateau appartenant à une portion active de l'antenne active ;
    • [Fig. 5] illustre un exemple de réalisation d'un module actif appartenant à la portion active de l'antenne active de la figure 1 ;
    • [Fig. 6] illustre une autre perspective du module actif de la figure 5 ;
    • [Fig. 7] illustre une vue de côté d'un assemblage de deux modules actifs d'un ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF de la portion active de l'antenne active de la figure 1 ;
    • [Fig. 8] illustre les étapes d'assemblage d'un premier ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF sur un plateau de l'antenne active ;
    • [Fig. 9] illustre les étapes d'assemblage d'un deuxième ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF, suite à l'assemblage du premier ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF.
  • Dans ces figures, des références numériques identiques d'une figure à l'autre désignent des éléments identiques ou analogues. Par ailleurs, pour des raisons de clarté, les dessins ne sont pas à l'échelle, sauf mention contraire.
    • Description des modes de réalisation
  • La présente invention concerne une antenne active.
  • L'invention est décrite dans le contexte particulier d'un de ses domaines d'application préférés dans lequel l'antenne active est destinée à être embarquée dans un véhicule spatial, tel qu'un satellite, et destinée à émettre et/ou recevoir des signaux radiofréquences (signaux RF), tel que des signaux radars.
  • Cependant, la description ci-après n'est en aucun cas restrictive et l'antenne active peut avoir d'autres applications ou utilisations, sans se départir du cadre de l'invention.
  • Une antenne active 100 selon un exemple préféré de réalisation de l'invention est illustrée aux figures 1 à 9.
  • L'antenne active 100 comporte une portion passive 200, une portion active 400 et un plateau 300 formant interface entre ladite portion passive et ladite portion active.
    • Portion passive 200 :
  • La portion passive 200 peut comporter de manière classique notamment des guides d'onde, des polariseurs et des ouvertures rayonnantes (non représentés sur les figures).
  • La portion passive 200 présente une extrémité, dite première extrémité 201, située du côté du plateau 300. La portion passive 200 comporte une autre extrémité, dite seconde extrémité 202. Dans l'exemple des figures, la seconde extrémité 202 est opposée à la première extrémité 201.
  • Les ouvertures rayonnantes sont disposées au niveau de la seconde extrémité 202. Tel qu'illustré sur les figures 1 à 3, la portion passive 200 comprend un corps 203. Par extension, la première extrémité 201 de la portion passive 200 correspond à une première extrémité du corps 203 et la seconde extrémité 202 de la portion passive 200 correspond à une seconde extrémité du corps 203.
    • Plateau 300 :
  • La portion passive 200 se prolonge par le plateau sur lequel la portion active 400 est disposée, comme illustré sur les figures 1 à 3. Le plateau 300 est par exemple fixé à la portion passive 200.
  • Le plateau 300 présente ainsi une face 301 destinée à être en vis-à-vis de la portion active 400.
  • Dans l'exemple non limitatif des figures 1 à 3, le plateau 300 présente une forme circulaire.
  • De préférence, le plateau 300 présente un diamètre supérieur au diamètre le plus grand du corps 203. Ainsi le plateau 300 présente une partie périphérique 303, en saillie, formant une collerette formant ainsi un rebord sur lequel un panneau (non représenté sur les figures) du véhicule spatial peut prendre appui et y être fixé.
  • Le plateau 300 et le corps 203 peuvent être réalisés dans une pièce monobloc.
  • Le plateau 300 comporte avantageusement des ouvertures 310, comme illustré sur la figure 4. Lesdites ouvertures sont traversantes au moins dans l'épaisseur du plateau 300 et débouche par la face 301.
  • Les ouvertures 310 sont préférentiellement disposées en au moins deux rangées parallèles. De préférence, les ouvertures 310 sont disposées en une pluralité de rangées parallèles, avec un nombre pair de rangées.
  • De préférence, les ouvertures 310 disposées sur chaque rangée d'ouvertures sont équidistantes. La distance entre deux ouvertures 310, pour chacune des rangées d'ouvertures, est préférentiellement sensiblement identique.
    • Portion active 400 :
  • La portion active 400 comporte au moins un ensemble actif d'émission et/ou réception d'ondes radiofréquences RF. On appellera dans la suite de la description un ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF, ensemble.
  • De préférence, la portion active 400 comporte une pluralité d'ensembles. Chaque ensemble de la portion active 400 comportent les mêmes éléments constitutifs. Un exemple d'ensemble est à présent décrit.
  • Un ensemble comporte :
    • Deux rangées, dites première et seconde rangées, de modules actifs 410,
    • Une poutrelle 450,
    • Un conduit caloporteur 460.
  • Un ensemble ne comporte pas plus de deux rangées de modules actifs 410.
  • Un ensemble comporte nécessairement un même nombre de modules actifs 410 sur les deux rangées. Chaque module actif 410 de la seconde rangée est destiné à venir sensiblement en vis-à-vis d'un module actif 410 de la première rangée. Chaque rangée de modules actifs 410 d'un ensemble est avantageusement destinée à venir en vis-à-vis d'une rangée d'ouvertures 310 du plateau 300.
  • Un ensemble peut différer d'un autre ensemble par le nombre de modules actifs 410.
  • La poutrelle 450 et le conduit caloporteur 460 sont des éléments distincts.
    • Module actif :
  • Chaque module actif 410 d'un ensemble comporte au moins un amplificateur de puissance à état solide. Dans la suite de la description, on appellera un amplificateur de puissance à état solide, amplificateur SSPA (de l'anglais « Solid State Power Amplifier »).
  • Avantageusement, chaque module actif 410 comporte une pluralité d'amplificateurs SSPA.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, tel que celui illustré sur les figures, chaque module actif 410 comporte quatre amplificateurs SSPA.
  • Chaque module actif 410 se présente sous la forme d'un boîtier 420, à l'intérieur duquel sont disposés les amplificateurs SSPA.
  • Les boîtiers 420 des modules actifs 410 présentent de préférence une forme identique.
  • Chaque boîtier, comme illustré sur les figures 5 et 6, présente globalement une forme géométrique parallélépipédique rectangle. Chaque boîtier 420 est par exemple formé de deux coques assemblées entre elles.
  • Chaque boîtier 420 comporte une première face 421 et une seconde face 422, opposée à la première face 421, deux bords longitudinaux 423 et deux bords latéraux 425, 426.
  • Chaque boîtier 420 présente :
    • une longueur L, entre les deux bords latéraux 425, 426,
    • une largeur I, entre les deux bords longitudinaux 423,
    • une épaisseur e, entre la première face 421 et la seconde face 422.
  • Les modules actifs 410 d'un ensemble, lorsqu'ils sont placés sur le plateau 300, sont positionnés de sorte que :
    • la première face 421 du boîtier 420 d'un module actif 410 d'une première rangée est en vis-à-vis de la première face 421 du boîtier 420 d'un module actif 410 de la seconde rangée,
    • un bord latéral du boîtier 420 de chaque module actif 410, dit premier bord latéral 425, est en vis-à-vis de la face 301 du plateau 300,
    • deux modules actifs 410 voisins d'une même rangée sont attenants au niveau d'un bord longitudinal 423 de chaque boîtier.
  • Avantageusement, comme détaillé par la suite, ces boîtiers ne sont pas fixés au plateau directement par des vis s'insérant perpendiculairement dans le plateau. En effet une telle disposition des vis pour fixer les modules entraînerait une limitation importante en termes de compacité. Ainsi les boîtiers sont avantageusement fixés, dans l'antenne active selon l'invention, grâce à des vis disposées parallèlement au plan du plateau.
  • Les modules actifs 410 sont ainsi positionnés perpendiculairement par rapport au plateau 300, assemblés latéralement les uns aux autres sur chaque rangée.
  • Une telle disposition des modules actifs 410 sur le plateau 300 permet de réduire leur encombrement sur ledit plateau 300, permettant d'augmenter le nombre de modules actifs 410 à positionner sur ledit plateau 300.
  • Chaque module actif 410 comporte au moins une interface de sortie radiofréquences 427, une interface de sortie RF 427 par amplificateur SSPA.
  • Ainsi, dans un exemple préféré de réalisation, lorsqu'un module actif 410 comporte quatre amplificateurs SSPA, ledit module actif 410 comporte quatre interfaces de sortie RF 427, comme illustré sur la figure 6.
  • Les interfaces de sortie RF 427 sont disposées au niveau du premier bord latéral 425 du boîtier, et sont régulièrement réparties sur ledit premier bord latéral.
  • Dans un exemple de réalisation, les interfaces de sortie RF 427 du module actif 410 se présentent sous la forme de guides d'onde.
  • Les interfaces de sortie RF 427 d'un module actif 410 sont agencées de sorte que, lorsque ledit module actif 410 est en position sur le plateau 300, chaque interface de sortie RF 427 est destinée à venir respectivement en vis-à-vis d'une ouverture 310 d'une rangée d'ouvertures 310 du plateau 300.
  • Chaque module actif 410 comporte en outre un joint d'étanchéité disposé autour de chaque interface de sortie RF 427. Ce joint d'étanchéité sera mis en pression avant que le module actif soit définitivement fixé au plateau, après quoi la pression de montage est supprimée. Une presse est par exemple utilisée pour appliquer une pression déterminée nominale propre au joint d'étanchéité. L'invention permet avantageusement de régler avec précision la pression appliquée aux joints d'étanchéité, dans le montage définitif.
  • Ainsi, dans l'exemple non limitatif de l'invention où le module actif 410 comporte quatre interfaces de sortie RF 427, ledit module actif 410 comporte quatre joints d'étanchéité.
  • Chaque joint d'étanchéité d'un module actif 410 est agencé autour d'une interface de sortie RF 427 de telle sorte que, lorsque le module actif 410 est en position sur le plateau 300, ledit joint d'étanchéité est disposé autour d'une ouverture 310 d'une rangée d'ouvertures 310 du plateau 300.
  • Chaque module actif 410 comporte au moins une interface d'entrée radiofréquences 428, une interface d'entrée RF par amplificateur SSPA.
  • Ainsi, dans un exemple préféré de réalisation, lorsqu'un module actif 410 comporte quatre amplificateurs SSPA, ledit module actif 410 comporte quatre interfaces d'entrée RF 428, comme illustré sur les figures 5 et 6.
  • Les interfaces d'entrée RF 428 sont disposées au niveau d'un second bord latéral 426 du boîtier 420 et sont régulièrement reparties sur ledit second bord latéral.
  • Dans un exemple de réalisation, les interfaces d'entrée RF 428 se présentent sous la forme de sorties coaxiales.
  • De préférence, afin de garantir le positionnement correct des modules actifs 410 lors de leur placement sur le plateau 300, les modules actifs 410 peuvent comporter des organes d'alignement 432, comme illustré sur la figure 6, destinés à coopérer avec des organes d'alignement complémentaires 320 agencés sur le plateau 300, au niveau de la face 301, tel qu'illustré sur la figure 4. Les organes d'alignement 432 d'un module actif 410 sont préférentiellement disposés au niveau du premier bord latéral 425 du boîtier 420 dudit module actif 410.
  • Dans une forme de réalisation, les organes d'alignement 432 des modules actifs 410 sont des broches d'alignement et les organes d'alignement 432 complémentaires 320 sur le plateau 300 sont des pions de réception. Réciproquement, et sans se départir du cadre de l'invention, les organes d'alignement 432 des modules actifs 410 peuvent être des pions de réception et les organes d'alignement complémentaires 320 sur le plateau 300 sont des broches d'alignement.
  • De préférence, chaque module actif 410 d'un ensemble comporte des premiers orifices 433 pour la réception d'éléments de fixation, dits premiers éléments de fixation 510. Ces premiers éléments de fixation 510 sont destinés à assembler deux modules en vis-à-vis entre eux d'un même ensemble. Les premiers orifices 433 sont traversants dans l'épaisseur du boîtier 420 du module actif 410.
  • De préférence, les premiers éléments de fixation 510 sont des éléments de fixation réversibles, c'est-à-dire qu'ils peuvent être installés et retirés si nécessaire.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, les premiers éléments de fixation 510 sont des vis de serrage et les premiers orifices 433 du module actif 410 sont filetés, formant des écrous pour les vis de serrage.
  • Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur les figures 5 et 6, chaque module actif 410 comporte quatre premiers orifices 433.
  • De préférence, chaque module actif 410 d'un ensemble comporte des deuxièmes orifices 434 pour la réception d'éléments de fixation, dits deuxièmes éléments de fixation 520. Ces deuxièmes éléments de fixation 520 sont destinés à assembler un module actif 410 à la poutrelle 450 dudit ensemble, comme il sera décrit ultérieurement. Les deuxièmes orifices 434 sont traversants dans l'épaisseur du boîtier 420 du module actif 410, et agencés du côté du premier bord latéral 425.
  • De préférence, les deuxièmes éléments de fixation 520 sont des éléments de fixation réversibles.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, les deuxièmes éléments de fixation 520 sont des vis de serrage et les deuxièmes orifices 434 du module actif 410 sont filetés, formant des écrous pour les vis de serrage.
  • Dans un exemple de réalisation, comme illustré sur les figures 5 et 6, chaque module actif 410 comporte deux deuxièmes orifices 434.
    • Poutrelle 450 :
  • La poutrelle 450 d'un ensemble est avantageusement une poutrelle 450 longitudinale, destinée à être disposée entre deux rangées d'ouvertures 310 dudit plateau 300 et à être maintenue serrée entre la première rangée de modules actifs 410 et la seconde rangée de modules actifs 410.
  • La poutrelle 450 est avantageusement destinée à :
    • être assemblée au plateau 300, en vis-à-vis de la face 301 dudit plateau,
    • être assemblée à la première rangée de modules actifs 410,
    afin de maintenir en position les modules actifs 410 de la première rangée vis-à-vis du plateau 300 et de la portion passive 200.
  • De préférence, afin de garantir son positionnement correct sur le plateau 300, la poutrelle 450 peut comporter des éléments d'alignement (non représentés sur les figures) destinés à coopérer avec des éléments d'alignement complémentaires 330 agencés sur le plateau 300. Les éléments d'alignement complémentaires 330 agencés sur le plateau 300 sont disposés entre deux rangées d'ouvertures 310 dudit plateau 300 destinées à recevoir deux rangées de modules actifs 410 d'un ensemble, comme illustré sur la figure 4.
  • Dans une forme de réalisation, les éléments d'alignement de la poutrelle 450 sont des broches d'alignement et les éléments d'alignement complémentaires 330 sur le plateau 300 sont des pions de réception. Réciproquement, et sans se départir du cadre de l'invention, les éléments d'alignement de la poutrelle 450 peuvent être des pions de réception et les éléments d'alignement complémentaires 330 sur le plateau 300 sont des broches d'alignement.
  • De préférence, la poutrelle 450 comporte des premiers orifices 451 pour la réception d'éléments de fixation, dits troisièmes éléments de fixation 530. Ces troisièmes éléments de fixation 530 sont destinés à assembler la poutrelle 450 au plateau 300. Les premiers orifices 451 de la poutrelle 450 sont traversants.
  • En parallèle, le plateau 300 comporte également des premiers orifices 340 pour la réception des troisièmes éléments de fixation 530. Les premiers orifices 340 du plateau 300 s'étendent dans l'épaisseur du plateau 300, depuis la face 301 dudit plateau 300. Les premiers orifices 340 du plateau 300 ne sont préférentiellement pas traversants dans l'épaisseur du plateau 300. Les premiers orifices 340 du plateau 300 sont agencés sur le plateau 300 de telle sorte que, lorsque la poutrelle 450 est en position sur le plateau 300, lesdits premiers orifices 340 du plateau 300 sont en vis-à-vis des premiers orifices de la poutrelle 450.
  • De préférence, les troisièmes éléments de fixation 530 sont des éléments de fixation réversibles.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, les troisièmes éléments de fixation 530 sont des vis de serrage et les premiers orifices 451, 340 de la poutrelle 450 et du plateau 300 sont filetés, formant des écrous pour lesdites vis de serrage.
  • De préférence, la poutrelle 450 comporte des deuxièmes orifices 452 pour la réception des deuxièmes éléments de fixation 520. Comme décrit précédemment, les deuxièmes éléments de fixation 520 sont destinés à assembler la poutrelle 450 à un module actif 410. Les deuxièmes orifices 452 de la poutrelle 450 sont traversants.
  • Les deuxièmes orifices 452 de la poutrelle 450 sont agencés dans la poutrelle 450 de telle sorte que, lorsque la poutrelle 450 et un module actif 410 de la première rangée est en position sur le plateau 300, lesdits deuxièmes orifices de la poutrelle 450 sont en vis-à-vis des deuxièmes orifices 434 dudit modules actif.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, les deuxièmes éléments de fixation 520 sont des vis de serrage et les deuxièmes orifices 434 du module actif 410 et de la poutrelle 450 sont filetés, formant des écrous pour les vis de serrage.
  • La poutrelle 450 présente un profil biseauté. Plus précisément, la poutrelle 450 présente une section transversale trapézoïdale, comme illustré sur la figure 7. La section trapézoïdale de la poutrelle présente notamment un plan de symétrie passant au milieu du trapèze.
  • Un intérêt de cette poutrelle de profil trapézoïdal est qu'en serrant les modules actifs en vis-à-vis, l'un contre l'autre, ils sont plaqués sur le plateau 300, sans nécessiter un serrage par vissage directement dans le plateau. On réalise ainsi un serrage suffisant même sans avoir d'accès pour un vissage directement dans le plateau.
  • La poutrelle 450 est destinée à être positionnée sur le plateau 300 de telle sorte que sa petite base 453 est disposée face au plateau 300. En d'autres termes, lorsque la poutrelle 450 est en position sur le plateau 300, la poutrelle 450 s'amenuise progressivement en direction du plateau 300.
  • Les pièces, telles que les poutrelles, sont par exemple réalisées en aluminium, matériau qui présente des caractéristiques mécaniques suffisantes, tout en présentant une masse réduite. Dans un mode de réalisation préféré, comme illustré sur la figure 7, chaque module actif 410 peut présenter, sur toute sa largeur, un renfoncement 429 pour la réception d'une partie de la poutrelle 450. Ledit renfoncement présente une forme complémentaire d'une partie de la section transversale de la poutrelle 450, de préférence d'une moitié de la section transversale de la poutrelle 450. En position serrée, un jeu est laissé entre la poutrelle et les modules actifs 410, sur la face de la poutrelle à l'opposé du plateau. On a ainsi un bon contact au niveau des plans inclinés de la poutrelle ce qui garantit une bonne tenue mécanique. Un tel renfoncement 429 est pratiqué dans le boîtier 420 des modules actifs 410, au niveau de la première face 421, et s'étend depuis le premier bord latéral 425. Ainsi, lorsque deux modules actifs 410 d'un ensemble sont positionnés en vis-à-vis sur le plateau 300, ceux-ci entourent sensiblement la poutrelle 450. Les premières faces des boîtiers 420 desdits modules actifs sont très rapprochées.
  • Une telle disposition des modules actifs 410 sur le plateau 300 permet de réduire leur encombrement sur ledit plateau, permettant d'augmenter le nombre de rangées de modules actifs 410 sur le plateau 300.
  • Une telle antenne active est compacte et permet avantageusement, grâce aux ouvertures rapprochées sur le plateau, un assemblage dense de modules actifs, donc d'amplificateurs SSPA. De plus, la disposition du conduit caloporteur entre les deux rangées de modules actifs permet une régulation thermique efficace des modules actifs malgré leur compacité.
    • Conduit caloporteur 460
  • L'ensemble comporte en outre un conduit caloporteur 460 destiné à évacuer la chaleur provenant des modules actifs 410.
  • Le conduit caloporteur 460 est par exemple du type caloduc capillaire.
  • Le conduit caloporteur 460 comprend par exemple, comme illustré figure 7, au moins un tube allongé 461, creux, et deux plaques longitudinales de support 462, parallèles entre elles et disposées, vis-à-vis du au moins un tube allongé 461, de manière diagonalement opposée. Préférentiellement, le caloduc capillaire comprend deux tubes allongés 461 parallèles disposés entre les deux plaques longitudinales de support 462.
  • Le conduit caloporteur 460 est agencé pour être avantageusement en contact à la fois avec la totalité des modules actifs 410 de la première rangée et la totalité des modules de la seconde rangée de l'ensemble. Ainsi, dans l'exemple illustré, le conduit caloporteur 460 est agencé de sorte qu'une des deux plaques longitudinales de support 462 est en contact avec la totalité des modules actifs 410 de la première rangée et que l'autre plaque longitudinale de support 462 est en contact avec la totalité des modules actifs 410 de la seconde rangée.
  • Le conduit caloporteur 460 est préférentiellement saillant de part et d'autre des première et seconde rangées de modules actifs 410.
  • De préférence, pour maintenir en place le conduit caloporteur 460 contre les modules actifs 410 des deux rangées et garantir le contact thermique entre le conduit caloporteur 460 et lesdits modules actifs, une pâte thermo-conductrice (non représentée sur les figures) est placée entre le conduit caloporteur 460 et les modules actifs 410 des deux rangées. La pâte thermo-conductrice participe avantageusement à la régulation thermique passive des modules actifs 410. La pâte thermo-conductrice peut être auto-durcissante.
  • Selon un exemple de réalisation, la pate thermo-conductrice est un composant de la marque MAPSIL® ou Sigraflex®.
  • Dans un mode de réalisation préféré, comme illustré sur les figures 6 et 7, chaque module actif 410 peut présenter, sur toute sa largeur, une rainure 430 pour la réception d'une partie du conduit caloporteur 460. De préférence, la rainure 430 présente une forme complémentaire, à un jeu près, d'une partie de la section transversale du conduit caloporteur 460, de préférence d'une moitié de la section transversale du conduit caloporteur 460. Une telle rainure 430 est pratiquée dans le boîtier 420 des modules actifs 410, au niveau de la première face 421. Ainsi, lorsque deux modules actifs 410 d'un ensemble sont positionnés en vis-à-vis sur le plateau 300, ceux-ci entourent sensiblement le conduit caloporteur 460. Les premières faces des boîtiers 420 desdits modules actifs 410 sont ainsi très rapprochées, voire accolées.
  • Une telle disposition des modules actifs 410 sur le plateau 300 permet de réduire leur encombrement sur ledit plateau 300, permettant d'augmenter le nombre de rangées de modules actifs 410 sur le plateau 300.
  • Dans un mode de réalisation, comme illustré sur les figures 1 à 3, la portion active 400 comporte une pluralité d'ensembles, les ensembles étant accolés les uns aux autres parallèlement.
  • Le plateau 300 comporte une pluralité de rangées d'ouvertures 310, le nombre de rangée d'ouvertures 310 correspondant au moins au nombre de rangées des ensembles. Deux rangées d'ouvertures 310 du plateau 300 sont espacées d'une distance d permettant l'insertion de deux modules actifs 410 en vis-à-vis, à un jeu près.
  • Les ensembles sont disposés les uns contre les autres de telle sorte que la seconde face 422 des boîtiers 420 des modules actifs 410 de la seconde rangée d'un ensemble est en vis-à-vis de la seconde face 422 des boîtiers 420 des modules actifs 410 de la première rangée de modules actifs 410 d'un ensemble attenant.
  • De préférence, les modules actifs 410 de la seconde rangée d'un ensemble et les modules actifs 410 de la première rangée d'un ensemble attenant sont immobilisés les uns par rapport aux autres. Pour permettre une telle immobilisation, chaque module actif 410 comporte des troisièmes orifices 452 pour la réception d'éléments de fixation, dits quatrièmes éléments de fixation 540. Ces quatrièmes éléments de fixation 540 sont destinés à assembler ensemble deux modules actifs 410 en vis-à-vis de deux ensembles attenants. Lesdits troisièmes orifices 452 sont traversants dans l'épaisseur du boîtier 420 du module actif 410.
  • De préférence, les quatrièmes éléments de fixation 540 sont des éléments de fixation réversibles.
  • Dans un exemple préféré de réalisation, les quatrièmes éléments de fixation 540 sont des vis de serrage et les troisièmes orifices 452 des modules actifs 410 sont filetés, formant des écrous pour lesdites vis de serrage.
  • Dans un mode préféré de réalisation, comme illustré sur la figure 7, une barrette intercalaire 600 peut être intercalée entre les modules actifs 410 de la seconde rangée d'un ensemble et les modules actifs 410 de la première rangée d'un ensemble attenant.
  • La barrette intercalaire 600 est dimensionnée pour être maintenue par friction entre les modules actifs 410 de la seconde rangée d'un ensemble et les modules actifs 410 de la première rangée d'un ensemble attenant, lorsque lesdits modules actifs sont positionnés sur le plateau 300.
  • Sur une antenne active avec un grand nombre d'ensembles (double rangées), si toutes les rangées étaient fixées entre elles, le montage deviendrait alors trop hyperstatique, les défauts s'accumuleraient, rendant alors le montage impossible. Toutefois la fixation des ensembles entre eux reste avantageuse pour une meilleure résistance aux accélérations latérales. Ainsi les ensembles, de deux rangées chacun, pourront être fixés par exemple trois par trois, quatre par quatre ou cinq par cinq. Ainsi le montage présente une fréquence de résonnance latérale suffisamment élevée, sans toutefois empêcher le montage mécanique.
  • Les modules actifs ayant par exemple des dimensions extérieures identiques, on ajoute une barrette intercalaire au niveau des zones de contact entre eux, tandis que les modules actifs d'un ensemble de deux rangées à l'autre, ne se trouvent pas en contact.
  • Pour améliorer la tenue mécanique des ensembles groupés par trois, quatre ou cinq, la barrette intercalaire peut être en matériau rugueux de type Ekagrip® (inox incrusté de micro-diamants). Cela augmente le coefficient de friction entre les ensembles et réduit les efforts dans les vis de serrage.
  • Dans un mode de réalisation préféré, la portion active 400 peut comporter en extrémité des conduits caloporteurs, d'autres conduits caloporteurs, dits deuxièmes conduits caloporteurs 500. L'ensemble des conduits caloporteurs 460 et des deuxièmes conduits caloporteurs 500 forment un système de contrôle thermique. Dans une configuration préférée, illustrée sur les figures 1 à 3, les modules actifs 410 des ensembles sont positionnés sur le plateau 300 de sorte à présenter un motif global proche d'une forme circulaire, et de préférence symétrique. Un tel motif permet avantageusement d'obtenir une performance radiofréquence améliorée.
  • Ainsi, le nombre de modules actifs par rangée d'un ensemble est croissant d'un bord B1 du plateau 300 jusqu'au centre C2 du plateau 300 puis décroissant dudit centre du plateau 300 vers un bord opposé B3, comme illustré sur les figures 1 et 3. Dans l'exemple des figures 1 à 3, la portion active 400 comporte 14 ensembles, soit 28 rangées de motifs actifs. 132 modules sont répartis sur ces 28 rangées. Chaque module actif 410 comporte 4 amplificateurs SSPA, soit un total de 528 amplificateurs SSPA.
  • Une densité typique pour le plateau est par exemple de 5000 à 8000 ouvertures / m2.
  • L'antenne active selon l'invention permet ainsi avantageusement l'assemblage d'une haute densité d'amplificateurs SSPA.
  • Des tests de vibrations mécaniques ont été réalisés et se sont avérés conformes aux spécifications modales et quasi-statiques. L'antenne active selon l'invention est ainsi parfaitement adaptée pour une installation dans un véhicule spatial, et apte notamment à supporter les charges de vibration inhérente à la phase de lancement.
    • Procédé de montage :
  • Un exemple de procédé de montage des éléments constitutifs de la portion active 400 sur le plateau 300 est à présent décrite.
  • De fait du nombre important des modules actifs et de leur motif dense sur le plateau 300, l'assemblage des modules actifs ne peut être réalisé que par le côté.
  • Le procédé est décrit dans le cas de l'assemblage d'un premier ensemble puis d'un deuxième ensemble, attenant au premier ensemble, comme illustré sur les 1 et 2. Chaque rangée du premier ensemble et du deuxième ensemble comporte de manière non limitative deux modules actifs 410.
  • Dans l'exemple décrit, chaque module actif 410 comporte un renfoncement 429 et une rainure 430.
  • De préférence, la portion passive 200 de l'antenne active est préalablement assemblée au plateau 300, par exemple par vissage.
  • Le premier ensemble est assemblé au plateau 300. Le premier ensemble est disposé au plus près d'un bord du plateau 300.
  • Dans une première étape, comme illustré sur la figure 8 a), la poutrelle 450 du premier ensemble est assemblée au plateau 300.
  • La poutrelle 450 est positionnée sur le plateau 300 de telle sorte que ses éléments d'alignement coopèrent avec des éléments d'alignement complémentaires 330 du plateau 300, garantissant ainsi le positionnement correct de la poutrelle 450 sur le plateau 300. Les premiers orifices 451 de la poutrelle 450 coïncident ainsi avec des premiers orifices 340 du plateau 300.
  • Puis la poutrelle 450 est fixée au plateau 300 grâce aux premiers éléments de fixation 510.
  • Lorsque les premiers éléments de fixation 510 sont des vis de serrage, lesdites vis de serrage sont vissées dans les premiers orifices 451 filetés de la poutrelle 450 puis les premiers orifices 340 filetés du plateau 300, provoquant ainsi l'immobilisation de la poutrelle 450 sur le plateau 300.
  • Dans une deuxième étape, comme illustré sur les figures 8 b) et c), les modules actifs 410 de la première rangée sont assemblés à la poutrelle 450.
  • Dans une première sous-étape, un premier module actif 410 est positionné sur le plateau 300 de telle sorte que ses organes d'alignement 432 coopèrent avec des organes d'alignement complémentaires 320 du plateau 300, garantissant ainsi le positionnement correct du premier module actif 410 sur le plateau 300. Les interfaces de sortie RF 427 du premier module actif 410 coïncident ainsi avec des ouvertures 310 d'une première rangée d'ouvertures du plateau 300. Les joints d'étanchéité du premier module actif 410 entourent lesdites ouvertures du plateau 300. Le renfoncement 429 du premier module actif 410 coopère avec la poutrelle 450.
  • Dans une deuxième sous-étape, un deuxième module actif 410, adjacent au premier module actif 410, est positionné sur le plateau 300. Le deuxième module actif 410 est positionné sur le plateau 300 de telle sorte que ses organes d'alignement 432 coopèrent avec des organes d'alignement complémentaires 320 du plateau 300. Le deuxième module actif 410 se retrouve accolé au premier module actif 410, au niveau d'un des leurs bords longitudinaux 423. Les interfaces de sortie RF 427 du deuxième module actif 410 coïncident ainsi avec d'autres ouvertures 310 de la première rangée d'ouvertures du plateau 300. Les joints d'étanchéité du deuxième module actif 410 entourent lesdites ouvertures du plateau 300. Le renfoncement 429 du deuxième module actif 410 coopère avec la poutrelle 450.
  • Dans une troisième sous-étape, les modules actifs 410 sont fixés à la poutrelle 450. Une pression nominale est d'abord appliquée sur le premier module actif 410 pour mettre en compression les joints d'étanchéité du premier module actif 410. Cette pression nominale est appliquée depuis le second bord latéral 426 et en direction du plateau 300. De préférence, la pression nominale exercée est de l'ordre de 150 N.
  • Lorsque les joints d'étanchéité dudit premier module actif 410 sont mis en compression, le premier module actif 410 est fixé à la poutrelle 450 grâce aux deuxièmes éléments de fixation 520.
  • Lorsque les deuxièmes éléments de fixation 520 sont des vis de serrage, chaque vis de serrage traverse la poutrelle 450 puis le premier module actif 410. Chaque vis est ainsi vissée d'abord dans les deuxièmes orifices 452 filetés de la poutrelle 450 puis dans les deuxièmes orifices 434 filetés du premier module actif 410, provoquant ainsi l'immobilisation de la poutrelle 450 sur le plateau 300.
  • Lorsque lesdits deuxièmes éléments de fixation 520 sont en place, la pression nominale sur le premier module actif 410 est relâchée. Les joints d'étanchéité du premier module actif 410 sont alors positionnés correctement autour des ouvertures 310 respectives du plateau 300.
  • Une pression nominale est ensuite appliquée sur le deuxième module actif 410 pour mettre en compression les joints d'étanchéité du deuxième module actif 410, de manière similaire à celle appliquée sur le premier module actif 410. Puis le deuxième module actif 410 est fixé à la poutrelle 450 grâce aux deuxièmes éléments de fixation 520, comme pour le premier module actif 410.
  • Dans l'exemple de la figure 8.b, deux vis de serrage permettent d'assembler fixement chaque module actif 410 de la première rangée à la poutrelle 450.
  • Dans cet exemple de mise en œuvre de cette deuxième étape, les modules actifs 410 sont positionnés les uns après les autres puis mis en pression et assemblés à la poutrelle 450 les uns après les autres.
  • Il est également envisageable en premier lieu de positionner, mettre en pression et d'assembler fixement le premier module actif 410 à la poutrelle 450 puis de positionner, mettre en pression et d'assembler fixement le deuxième module actif 410 à la poutrelle 450.
  • Il est tout aussi envisageable en premier lieu de positionner tous les modules actifs 410 puis de les mettre en pression simultanément et les assembler fixement à la poutrelle 450.
  • A l'issue de cette deuxième étape, tous les modules actifs 410 de la première rangée sont fixés à la poutrelle 450.
  • Dans une troisième étape, comme illustré sur la figure 8 d), le conduit caloporteur 460 est assemblé aux modules actifs 410 de la première rangée.
  • La pâte thermo-conductrice est déposée sur une partie du conduit caloporteur 460. Dans l'exemple du conduit caloporteur 460 formé par au moins un tube allongé 461 et deux plaques longitudinales de support 462, la pâte thermo-conductrice est déposée sur chacune des plaques longitudinales de support 462. Puis le conduit caloporteur 460 est positionné contre les modules actifs 410 de la première rangée. Le conduit caloporteur 460 est placé de sorte qu'une des plaques longitudinales de support 462 sur laquelle est déposée la pâte thermo-conductrice est placée contre la première face 421 des boîtiers 420 des modules actifs 410 de la première rangée, avec la pâte entre la plaque longitudinale de support 462 et la première face 421 des boîtiers 420 des modules de la première rangée. Le conduit caloporteur 460 est inséré notamment dans la rainure 430 prévue dans la première face 421 des boîtiers 420 des modules actifs 410. Cette étape doit être effectuée tant que la pâte n'est pas complètement durcie.
  • Lorsque la pâte commence à durcir, elle forme une couche de pâte qui adhère à la fois à la plaque longitudinale de support 462 du conduit caloporteur 460 et aux modules actifs 410 de la première rangée de sorte que le conduit caloporteur 460 et les modules sont solidaires.
  • La couche de pâte compense avantageusement les différences d'épaisseur entre la première face 421 des boîtiers 420 des modules actifs 410 et la plaque longitudinale de support 462. Ainsi, il est possible de garantir que la pâte thermo-conductrice comble les éventuels interstices entre la plaque longitudinale de support 462 du conduit caloporteur 460 et les modules actifs 410 de la première rangée.
  • Dans une quatrième étape, comme illustré sur les figures 8 d) et e), les modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble sont assemblés aux modules actifs 410 de la première rangée. Le profil biseauté d'une part du module actif et d'autre part de la poutrelle permet en inclinant le module actif de la seconde rangée du premier ensemble de l'insérer entre le module actif de la première rangée déjà en place et la poutrelle.
  • Dans une première sous-étape, un premier module actif 410 de la seconde rangée est positionné sur le plateau 300 de telle sorte que ses organes d'alignement 432 coopèrent avec des organes d'alignement complémentaires 320 du plateau 300, garantissant ainsi le positionnement correct du premier module actif 410 sur le plateau 300. Le premier module actif 410 de la seconde rangée est positionné de sorte que la première face 421 de son boîtier 420 est en vis-à-vis de la première face 421 du boîtier 420 du premier module de la première rangée. Les interfaces de sortie RF 427 du premier module actif 410 de la seconde rangée coïncident ainsi avec des ouvertures 310 d'une deuxième rangée d'ouvertures du plateau 300. Les joints d'étanchéité du premier module actif 410 de la seconde rangée entourent lesdites ouvertures du plateau 300. Le renfoncement 429 du boîtier 420 du premier module actif 410 de la seconde rangée coopère avec la poutrelle 450. La rainure 430 du boîtier 420 du premier module actif 410 de la seconde rangée coopère avec le conduit caloporteur 460, avec la pâte thermo-conductrice entre l'autre plaque longitudinale de support 462 du conduit caloporteur 460 et ladite rainure 430.
  • Dans une deuxième sous-étape, le premier module actif 410 de la seconde rangée est fixé au premier module actif 410 de la première rangée.
  • Une pression nominale est d'abord appliquée sur le premier module actif 410 de la seconde rangée pour mettre en compression les joints d'étanchéité dudit premier module actif 410. Cette pression nominale est appliquée depuis le second bord latéral 426 et en direction du plateau 300. De préférence, la pression nominale exercée est de l'ordre de 150 N.
  • Lorsque les joints d'étanchéité dudit premier module actif 410 de la seconde rangée sont mis en compression, ledit premier module actif 410 de la seconde rangée est fixé au premier module actif 410 de la première rangée grâce aux premiers éléments de fixation 510.
  • Lorsque les premiers éléments de fixation 510 sont des vis de serrage, lesdites vis de serrage sont vissées d'abord dans les premiers orifices 433 filetés du premier module actif 410 de la seconde rangée puis dans les premiers orifices 433 filetés du premier module actif 410 de la première rangée, provoquant ainsi l'immobilisation du premier module actif 410 de la seconde rangée avec le premier module actif 410 de la première rangée.
  • Lorsque lesdits premiers éléments de fixation 510 sont en place, la pression nominale sur le premier module actif 410 de la seconde rangée est relâchée. Les joints d'étanchéité du premier module actif 410 est alors positionné correctement autour des ouvertures 310 respectives du plateau 300.
  • Dans l'exemple de la figure 8 d), quatre vis de serrage permettent d'assembler fixement le premier module actif 410 de la seconde rangée au premier module actif 410 de la première rangée, deux vis de serrage de part et d'autre du conduit caloporteur 460.
  • Dans une troisième sous-étape, un deuxième module actif 410 de la seconde rangée, adjacent au premier module actif 410, est positionné sur le plateau 300. Ledit deuxième module actif 410 est positionné sur le plateau 300 de telle sorte que ses organes d'alignement 432 coopèrent avec des organes d'alignement complémentaires 320 du plateau 300. Le deuxième module actif 410 se retrouve accolé au premier module actif 410, au niveau d'un des leurs bords longitudinaux 423. Le deuxième module actif 410 de la seconde rangée est alors positionné de telle sorte que la première face 421 de son boîtier 420 est en vis-à-vis de la première face 421 du boîtier 420 du deuxième module de la première rangée. Les interfaces de sortie RF 427 du deuxième module actif 410 coïncident ainsi avec d'autres ouvertures 310 de la deuxième rangée d'ouvertures du plateau 300. Les joints d'étanchéité du deuxième module actif 410 de la seconde rangée entourent lesdites ouvertures du plateau 300. Le renfoncement 429 du deuxième module actif 410 coopère avec la poutrelle 450. La rainure 430 du boîtier 420 du premier module actif 410 de la seconde rangée coopère avec le conduit caloporteur 460, avec la pâte thermo-conductrice entre l'autre plaque longitudinale de support 462 du conduit caloporteur 460 et ladite rainure 430.
  • Puis le deuxième module actif 410 de la seconde rangée est fixé au deuxième module actif 410 de la première rangée, de manière similaire à la fixation du premier module actif 410 de la seconde rangée avec le premier module actif 410 de la première rangée (voir ci-dessus, la deuxième sous-étape de la quatrième étape).
  • Dans cet exemple de mise en œuvre de cette quatrième étape, les modules actifs 410 de la seconde rangée sont positionnés, mis en pression et assemblés les uns après les autres.
  • Il est aussi envisageable en premier lieu de positionner tous les modules actifs 410 de la seconde rangée puis de les mettre en pression simultanément, ou les uns après les autres, et les assembler aux modules actifs en vis-à-vis, appartenant à la première rangée.
  • A l'issue de cette quatrième étape, le premier ensemble de la portion active 400 est assemblé au plateau 300.
  • La poutrelle 450 est assemblée fixement au plateau 300. Chaque module actif 410 de la première rangée est assemblé fixement à la poutrelle 450. Les modules actifs 410 de la première rangée ne sont pas assemblés fixement entre eux. Les modules actifs 410 de la seconde rangée ne sont pas assemblés fixement à la poutrelle 450 mais uniquement aux modules actifs 410 de la première rangée situés en vis-à-vis d'eux. Les modules actifs 410 de la seconde rangée ne sont pas assemblés fixement entre eux.
  • Le deuxième ensemble de la portion active 400 peut ensuite être assemblé au plateau 300. Le deuxième ensemble est disposé parallèlement au premier ensemble, attenant à celui-ci.
  • Dans une cinquième étape, la poutrelle 450 du deuxième ensemble est assemblée au plateau 300. La poutrelle 450 du deuxième ensemble est fixée parallèlement à la poutrelle 450 du premier ensemble.
  • La poutrelle 450 du deuxième ensemble est assemblée de manière similaire à la poutrelle 450 du premier ensemble (voir première étape).
  • Dans une sixième étape, comme illustré sur les figures 9 a) à c), les modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble sont assemblés à la poutrelle 450 du deuxième ensemble.
  • Les modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble sont assemblés à la poutrelle 450 du deuxième ensemble de manière similaire à l'assemblage des modules actifs 410 de la première rangée du premier ensemble sur la poutrelle 450 du première ensemble (voir deuxième étape).
  • Les interfaces de sortie RF 427 des modules actifs 410 du deuxième ensemble coïncident ainsi avec des ouvertures 310 d'une troisième rangée d'ouvertures du plateau 300.
  • Lorsque la poutrelle 450 présente une section transversale trapézoïdale, les premiers modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble sont insérés entre les modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble et la poutrelle 450 du deuxième ensemble en inclinant lesdits premiers modules actifs de la première rangée du deuxième ensemble pour introduire d'abord leur premier bord latéral 425, puis en ramenant lesdits modules actifs de la première rangée du deuxième ensemble perpendiculairement au plateau 300.
  • Dans une étape suivante optionnelle, on peut éventuellement glisser la barrette intercalaire entre la seconde rangée de modules actifs du premier ensemble et la première rangée de modules actifs du deuxième ensemble de façon à ensuite fixer, entre eux, par exemple par les vis 540, les modules actifs de deux ensembles successifs.
  • Dans une septième étape, comme illustré sur les figures 9 d), le conduit caloporteur 460 du deuxième ensemble est assemblé aux modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble. Cette septième étape est similaire à la troisième étape.
  • Dans une huitième étape, comme illustré sur les figures 9 d) et e), les modules actifs 410 de la seconde rangée du deuxième ensemble sont assemblés aux modules actifs 410 de la première rangée du premier ensemble. Cette huitième étape est similaire à la quatrième étape.
  • Les interfaces de sortie RF 427 des modules actifs 410 du deuxième ensemble coïncident ainsi avec des ouvertures 310 d'une quatrième rangée d'ouvertures du plateau 300.
  • A l'issue de cette huitième étape, le deuxième ensemble de la portion active 400 est assemblé au plateau 300. La poutrelle 450 est assemblée fixement au plateau 300. Chaque module actif 410 de la première rangée est assemblé fixement à la poutrelle 450. Les modules actifs 410 de la première rangée ne sont pas assemblés fixement entre eux. Les modules actifs 410 de la seconde rangée ne sont pas assemblés fixement à la poutrelle 450 mais uniquement aux modules actifs 410 de la première rangée situés en vis-à-vis d'eux. Les modules actifs 410 de la seconde rangée ne sont pas assemblés fixement entre eux.
  • Les modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble sont assemblés fixement avec les modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble.
  • Comme indiqué précédemment dans l'étape optionnelle réalisée avant la septième étape, le procédé peut comporter une étape de positionnement d'une barrette intercalaire 600 entre les modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble et les modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble. Cette étape peut être réalisée après le positionnement des modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble mais avant la fixation desdits modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble aux modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble.
  • La barrette intercalaire 600 est interposée entre les modules actifs 410 de la seconde rangée du premier ensemble et les modules actifs 410 de la première rangée du deuxième ensemble et est maintenue par friction entre les secondes faces des boîtiers 420 des différents modules actifs 410, reliés entre eux par vissage.
  • Le procédé de montage précédemment décrit s'applique à l'assemblage de plusieurs ensembles, les ensembles pouvant comporter différents nombres de modules actifs.
  • La description ci-avant illustre clairement que par ses différentes caractéristiques et leurs avantages, la présente invention atteint les objectifs qu'elle s'était fixés. En particulier, l'invention propose une antenne active compacte, avec un espacement réduit entre les modules actifs, donc avec une haute densité d'amplificateurs SSPA, apte à supporter des charges de vibration importantes et autorisant la mise en place d'un caloduc en contact avec chacun des modules.

Claims (8)

  1. Antenne active (100) comprenant:
    - une portion passive (200) d'un réseau d'antennes prolongée à une extrémité (201) par un plateau (300) dans lequel sont aménagées des ouvertures (310),
    - au moins un ensemble actif d'émission d'ondes radiofréquences RF, dit ensemble, par lesdites ouvertures, chaque ensemble comprenant :
    o une première rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d'ouvertures (310) du plateau (300),
    o une seconde rangée de modules actifs (410) venant en vis-à-vis d'ouvertures (310) du plateau (300) et rattachée à la première rangée de modules actifs,
    o une poutrelle (450) rattachée au plateau (300) et maintenue serrée entre la première rangée de modules actifs (410) et la seconde rangée de modules actifs (410),
    o un conduit caloporteur (460) en contact avec la première rangée de modules actifs (410) et la seconde rangée de modules actifs (410) et saillant de part et d'autre desdites première et seconde rangées de modules actifs
    ladite antenne active (100) étant caractérisée en ce que la poutrelle (450) d'un ensemble présente un profil biseauté configuré pour coopérer avec des profils des première et seconde rangées de modules actifs dudit ensemble pour les plaquer contre le plateau (300).
  2. Antenne active (100) selon la revendication précédente comprenant une pluralité d'ensembles disposés les uns contre les autres, la seconde rangée de modules actifs d'un ensemble étant rattachée à la première rangée de modules actifs d'un ensemble attenant.
  3. Antenne active (100) selon la revendication 2 dans laquelle des barrettes intercalaires (600) sont disposées entre des secondes rangées de modules actifs d'un des ensembles et des premières rangées de modules actifs d'ensemble attenant, de façon à former des groupes de plusieurs ensembles solidarisés entre eux.
  4. Antenne active (100) selon la revendication 2 ou 3, dans laquelle le nombre de modules actifs (410) par rangée d'un ensemble est croissant d'un bord (B1) du plateau (300) jusqu'à un centre (C2) du plateau puis décroissant dudit centre (C2) du plateau vers un bord opposé (B3).
  5. Procédé de montage d'une antenne active (100) selon l'une des revendications précédentes comportant une étape d'assemblage d'un ensemble, dit premier ensemble, sur le plateau (300), ladite étape comportant :
    - l'assemblage de la poutrelle (450) du premier ensemble au plateau (300),
    - l'assemblage de la première rangée de modules actifs (410) du premier ensemble à ladite poutrelle (450),
    - l'assemblage du conduit caloporteur (460) du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs (410),
    - l'assemblage de la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble à ladite première rangée de modules actifs.
  6. Procédé de montage d'une antenne active (100) selon la revendication 5, comprenant une mise à une pression déterminée de chaque module actif contre le plateau, puis un relâchement après l'assemblage de chaque module actif à la poutrelle ou à un module actif en vis-à-vis.
  7. Procédé de montage selon la revendication 5 ou 6, comportant une étape d'assemblage d'un autre ensemble, dit deuxième ensemble, attenant au premier ensemble, ladite étape comportant :
    - l'assemblage de la poutrelle (450) du deuxième ensemble au plateau,
    - l'assemblage de la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble à ladite poutrelle et à la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble,
    - l'assemblage du conduit caloporteur (460) du deuxième ensemble à ladite première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble,
    - l'assemblage de la seconde rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble à la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble.
  8. Procédé de montage selon la revendication 7, comprenant un basculement de la première rangée de modules actifs (410) du deuxième ensemble lors de l'insertion desdits modules actifs entre la seconde rangée de modules actifs (410) du premier ensemble déjà en place et la poutrelle (450).
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