FR2471679A1 - Antenne hyperfrequence a elements rayonnants ou recepteurs repartis sur un support dielectrique - Google Patents

Abstract

PANNEAU D'ANTENNE HYPERFREQUENCE COMPRENANT UN ENSEMBLE D'ELEMENTS RAYONNANTS OU RECEPTEURS ER REPARTIS SUR UN SUPPORT REALISE EN AU MOINS UN MATERIAU DIELECTRIQUE ET RELIES A UN RESEAU 15 DE LIGNES HYPERFREQUENCES DE TRANSMISSION. CE RESEAU EST LUI-MEME COMPOSE D'UNE SUCCESSION D'ETAGES DE REPARTITION DES SIGNAUX A EMETTRE OU DE COMBINAISON DES SIGNAUX RECUS ET EST RELIE A L'EXTREMITE OPPOSEE AUXDITS ELEMENTS ER A UNE CONNEXION METALLIQUE DE LIAISON AVEC LES CIRCUITS ELECTRONIQUES EXTERIEURS AU PANNEAU D'ANTENNE. LE PANNEAU EST CARACTERISE EN CE QUE LES ELEMENTS SONT REGROUPES EN UN CERTAIN NOMBRE R DE SOUS-ENSEMBLES RELIES CHACUN A UN SOUS-RESEAU DE REPARTITION OU DE COMBINAISON ET EN CE QU'UN CIRCUIT ACTIF A EST INSERE ENTRE CHACUN DE CES SOUS-RESEAUX ET LA PARTIE CORRESPONDANTE DE LIGNE DE TRANSMISSION QUI, ENTRE LE CIRCUIT ACTIF ET LA CONNEXION DE LIAISON NE TRAVERSE QU'UN SEUL ETAGE DE REPARTITION OU DE COMBINAISON. APPLICATION: TELECOMMUNICATIONS PAR SATELLITE.

Description

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ANTENNE HYPERFREQUENCE A BLEMENTS RAYONNNTS OU RECEPTEURS

REPARTIS SUR UN SUPPORT DIELECTRIQUE.

La présente invention concerne une nouvelle struc-

ture d'antenne hyperfréquence, destinée plus particulière-

ment à la réception de signaux de télévision transmis par

liaison terrestre classique ou par satellite.

Lt'importance des enjeux financiers, culturels et politiques justifie la compétition actuellement observée

entre un certain nombre de nations pour concevoir et dévelop-

per leurs propres systèmes de communications directes par satellite. La France, par exemple, devrait mettre en service son premier système de télécommunications par satellite vers la fin de l'année 1983 (voir la revue française "'Air et Cosmos" NO 756 du 10 Mars 1979, pages 33 à 35). Les efforts

particuliers consentis s'expliquent non seulement par l'ac-

croissement rapide des besoins en communication, à la fois sous la pression de l'augmentation des coûts de transport et grâce aux progrès constants de la technologie, mais aussi par la variété des applications des satellites, telles que

la téléimpression, la transmission de données à grande vites-

se, les téléconférences, la visiophonie, la transmission de

programmes de télévision.

Le facteur décisif pour le développement de ces

applications a été l'apparition des satellites géostation-

naires qui, placés en orbite circulaire dans le plan de -2- l'équateur à une altitude voisine de 36 000 kilomètres, accompagnent de façon synchrone la terre dans sa rotation et paraissent donc fixes par rapport à celle-ci. De tels satellites suppriment le recours aux antennes mobiles qui, dans le cas des satellites à défilement, suivaient leur

trajectoire pendant qu'ils étaient à leur portée, et per-

mettent d'autre part de couvrir en permanence le même ter-

ritoire. En outre, l'élévation importante des satellites

géostationnaires au-dessus de l'horizon réduit considéra-

blement les zonesd'ombre constatées avec les installations

antérieures ( à réseaux de-transmission et réception exclu-

sivement terrestres) et dues aux obstacles naturels ou ar-

tificiels. La bande de fréquence attribuée en 1959 par la

dernière Conférence Administrative Mondiale des Télécommu-

nications, sous l'égide de l'Union Internationale des

Télécommunications, pour la télédiffusion directe par satel-

lite est comprise entre 11,7 et 12,5 mégahertz (et dite

bande VI). Le Comité Consultatif International des Radio-

communications a émis un certain nombre d'avis au sujet des récepteurs domestiquesde télédiffusion et de leurs antennes,

recommandant notamment d'atteindre au moins certaines per.

formances minimales en matière de gain, de facteur de mérite (rapport du gain de l'antenne et de la température de bruit

du récepteur, exprimé en dB/OK), de directivité et de pola-

risation. On notera enfin que, dans le cas des nations euro-

péennes,les satellites prévus devraient être placés en orbite géostationnaire-à des longitudes comprises entre 10 et 370 ouest, dans des positins choisies de façon que la période d'obscurité des panneaux solaires équipant chaque satellite

survienne aux heures de plus faible transmission de program-

mes (entre 2 et 6 heures principalement). L'angle d'arrivée des signaux du satellite correspond à une élévation comprise environ entre 400 dans le sude de l'Europe et 150 dans le nord; si l'on considère que les satellites, lorsqu'ils seront en nombre suffisant, seront placés en des positions -3 - très rapprochées le long de la ceinture équatoriale, et que la surface de l'antenne devrait être de l'ordre de 1 m2 compte tenu de la puissance de sortie du satellite, du flux de puissance résultant et des facteurs de bruit rencontrés dans les récepteurs usuels, il apparaît alors

que l'angle d'ouverture de l'antenne ne doit pas être su-

périeur à 2 degrés et que le gain doit être supérieur à une valeur déterminée. Une telle exigence implique un montage et

un alignement soignés de l'antenne et donc un coût d'instal-

lation élevé pour chaque utilisateur.

Les systèmes de réception actuellement utilisés,

par exemple aux Etats-Unis o le premier satellite géosta-

tionnaire a été lancé en 1962 par l'Administration Nationale

pour l'Aéronautique et l'Espace (NASA), sont équipés d'an-

tennes à réflecteur (on consultera à ce'sujet les travaux de classification de P.J.B. Clarricoats et G.T. Poulton dans la revue "Proceedings of the Institute of Electrical and Electronic Engineers", volume 65, numéro 10, octobre 1977, pages 470 à 504, travaux dont il découle que la classe d'antennes la plus appropriée pour la communication par satellite est celle des antennes à symétrie circulaire et à alimentation axiale également symétrique). Afin d'obtenir une bonne focalisation des signaux reçus, un gain élevé et une directivité importante, le réflecteur utilisé est le plus souvent de forme parabolique, et à faisceaux multiples (voir le brevet américain N 3 953 858) ou à faisceau simple. Cette deuxième solution est la moins onéreuse pour un système de réception à usage domestique tel que décrit par exemple dans l'article "A 12 gigahertz low-cost earth terminal for direct TV reception from broadcast satellites", de R.J. Douville, paru en 1977 dans International Microwave Symposium Digest, pages 427 à 429 (voir notamment la figure ) ou,- plus récemment, dans l'article "All FET front- end for 12 gigahertz satellite broadcasting reception", de R. Dessert, P. Harrop, B. Kramer et T. Vlek, paru en septembre 1978 dans "8th European Microwave Conference

Proceedings", pages 638 à 644 (voir notamment la figure 2).

24716t9 -4- L'extrême précision de réalisation de la surface du réflecteur, nécessaire pour que l'antenne ait un bon rendement, constitue cependant un inconvénient majeur de

ces antennes. Le profil de la surface parabolique des an-

tennes décrites par exemple dans les deux documents qui viennent d'être cités doit être fixé avec une tolérance inférieure à ? /10 (X étant la longueur d'onde, dans l'air, qui correspond à la fréquence des signaux reçus), ce qui représente une valeur voisine de 2 millimètresaux fréquences ici utilisées. Le coût élevé de fabrication de ces antennes

est donc difficilement compatible avec l'importance du mar-

ché que l'on veut ouvrir aux systèmes de réception qu'elles

équipent. D'autre part, les antennes ainsi réalisées cons-

tituent desstructures relativement lourdes, encombrantes (et par la même inesthétiques), et dont le pointage vers le

satellite est difficile compte tenu de leur faible ouver-

ture (environ 1,7 degré). Enfin, le réflecteur est le siège de pertes ohmiques non négligeables, et sa présence ainsi que celle des bras qui en assurent la fixation par rapport

à la surface parabolique assurant la focalisation pertur-

bent la réception des signaux.

Aux antennes à réflecteur relativement onéreuses, peu maniables, de réglage difficile, et devenues l'élément le plus volumineux des systèmes de réception actuels du fait de la miniaturisation sans cesse accrue des circuits électroniques composant ces systèmes, on a donc cherché

à substituer desstructures plus légères et moins encom-

brantes, à savoir des antennes à profil plat, pouvant être

réalisées selon diverses techniques et constituées par exem-

ple de guides d'onde à fentes, de dipôles ou de circuits

imprimés (voir par exemple, pour chacun de ces cas, respec-

tivement la demande de brevet français No 7 719 364 déposée le 24 juin 1977 par la Soci&k d'Etude du Radant, la demande de brevet français N0 77 23 691 déposée le 26 juillet 1977

par la Société d'Etudes et Réalisation de Protection Elec-

tronique, ou le brevet américain N0 3 587 110 déposé le ler juillet 1969 par la Société RCA Corporation). D'une _5 5 étude détaillée de ces antennes hyperfréquence, effectuée par P.S. Hall et J.R. James dans la revue "The Radio and Electronic Engineer"', volume 48, numéro 11, novembre 1978,

pages 549 à 565, il résulte notamment que les antennes stri-

pline ou microstrip (c'est-à-dire réalisées suivant la technique du microruban et comprenant un réseau plan d'éléments rayonnants ou récepteurs alimentés par liaison ohmique ou couplage électromagnétique) sont parmi les plus compactes et les plus robustes, qu'elles permettent toutes les sortes de polarisation, et qu'elles sont à la fois de conception et de construction peu conteuses et faciles à monter. Des réalisations particulièrement simples de telles antennes sont décrites dans l'article 'PMicrostrip antenna array for 12 gigahertz TV" de M. Collier, paru dans la revue "Microwave Journal'", volume 20, N 9, septembre 1977, pages 67 à 71, ainsi que dans l'article "Coplanar stripline antenna"l de Jolo Greiser (et le brevet américain correspondant NO 4 063 246 déposé le ler juin 1976 par la Société Transco Products), paru dans le numéro d'octobre 1976 de la même revue (pages 47 à 49). Cependant, comme le montre en particulier l'article de Collier (page 72,

colonne 2 et suivantes, et figure 10), le gain de ces an-

tennes, qui augmente avec leurs dimensions, présente une valeur maximale (voisine de 28 dB selon les essais menés)

puis décroît pour toute nouvelle augmentation des dimen-

sions, et leur bande passante est également limitée (moins de 10 %). Or de telles performances en matière de gain

sont insuffisantes pour l'application principale ici consi-

dérée, à savoir la réception de signaux transmis par un satellite à puissance d'émission limitéeo

Une amélioration de la bande passante est obte-

nue avec les structures d'antennes proposées par H.Go Oltman

en jouant sur la distance entre le plan des éléments rayon-

nants ou récepteurs et le plan de masse de l'antenne (les travaux de Oltman ont été publiés notamment dans

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-6- "5th European Microwave Conference Proceedings", Hambourg, septembre 1975, ainsi que dans le brevet américain NO 4 054 874, déposé le 11 juin 1975 par la Société Hugues Aircraft Company), mais le gain reste insuffisant par rapport à la valeur de 34 dB considérée comme le mini- mum nécessaire compte tenu des performances officiellement

imposées pour l'application concernée.

Pour obtenir des gains plus élevés, des antennes

réceptrices actives, extrêmement complexes, ont été pro-

posées dans le domaine du radar afin de développer des sys-

tèmes très performants de recherche de cibles par commande

d'orientation de faisceau dans une très large ouverture.

Une tentative pour réduire le coût de ces structures, qui sont actuellement à traitement numérique des signaux,

consiste à prévoir des convertisseurs analogiques-numéri-

ques non plus pour chaque élément récepteur de l'antenne,

mais pour plusieurs de ces éléments regroupés en sous-en-

sembles; on réduit ainsi sensiblement le nombre des com-

posants électroniques utilisés, mais exclusivement dans un

but économique.

On connaît aussi desstructures d'antennes récep-

trices actives en réseau auxquelles on associe un préam-

plificateur par élément récepteur du réseau (voir l'arti-

cle de D.O. Reudink et Y.S. Yeh, "Phased arrays for com-

munication satellites, part onet", paru dans la revue Microwave Journal, volume 22, No 1, Janvier 1979, pages

33 à 36), mais aucune optimisation du gain ni aucune mini-

misation des pertes à l'intérieur de ces systèmes n'est

recherchée puisqu'ils sont prévus pour équiper les satel-

lites de communication eux-mêmes et qu'il est donc tou-

jours possible, pour assurer une récgpion satisfaisante, d'augmenter la puissance rayonnée à partir de la station émettrice terrestre. D'autre part, si l'on peut admettre

notamment pour des raisons de fiabilité un coût de fabri-

cation très élevé pour un satellite et les systèmes qui l'équipent, il n'est pas concevable que les nombreuses

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-7-

stations réceptrices à usage domestique devant êtrecou-

vertes par ce satellite reçoivent des équipements d'une complexité aussi poussée et d'un prix de revient aussi important. On a déjà proposé,par ailleurs, des systèmes de réception dans lesquels des amplificateurs sont associés à des détecteurs d'onde distincts ou à des groupes de ces détecteurs (voir la demande de brevet allemand No 2 309 628 déposée le 27 février 1973 au nom de Batelle Institut e.V.), mais ce regroupement de détecteurs est prévu uniquement pour des raisons géométriques -le système décrit étant en

effet à très large bande (1 à 40 GHz) et devant donc s'a-

dapter à-toute la gamme des longueurs d'onde à recevoir.

Le but de la présent invention est au contraire de proposer une structure d'antenne hyperfréquence dont

les caractéristiques échappent à tous les compromis adop-

tés jusqu'à présent dans les réalisations connues, ceste

à-dire qui, tout en restant simple de conception, de fabri-

cation et de mise en oeuvre, atteigne notamment les per-

formances imposées en matière de télécommunications par satellite. L'invention concerne à cet effet un panneau d'antenne hyperfréquencecomprenant un ensemble d'éléments

rayonnants ou récepteurs, répartis sur un support réa-

lisé en au moins un matériau diélectrique et reliés à un réseau de lignes hyperfréquences de transmission lui-même

composé d'une succession d'étages de répartition des si-

gnaux à émettre ou de combinaison des signaux reçus et

relié à l'extrémité opposée auxdits éléments à une con-

nexion métallique de liaison avec les circuits électroni-

ques extérieurs au panneau d'antenne, ce panneau étant

caractérisé en ce que l'ensemble des éléments sont regrou-

pés en un nombre R de sous-ensembles reliés chacun à un

sous-réseau de répartition ou de combinaison et en ce.

qu'un circuit actif est inséré entre chacun de ces sous-

réseaux et la partie correspondante de ligne de trans-

mission qui, entre le circuit actif et la connexion de

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-8- liaison avec les circuits extérieurs au panneau d'antenne

ne traverse qu'un seul étage de répartition ou de combi-

naison. La mise en place, dans le ou les derniers étages de combinaison ou le ou les premiers étages de ré- partition présents entre les éléments individuels et la connexion métallique de liaison, d'un petit nombre de circuits actifs (et notamment des amplificateurs à très faible bruit déjà étudiés par la Demanderesse et décrits dans l'article de B. Kramer, M. Parisot et A. Collet, aux pages 123 à 128 de la revue "The Radio and Electronic Engineer", volume 48, NO 1-2, janvier-février 1978) permet

en effet d'assurer la compensation des pertes se produi-

sant dans les lignes de transmission de ce réseau de com-

binaison ou de répartition. Comme ces pertes sont impor-

tantes surtout dans les premiers étages de répartition ou dans les derniers étages de combinaison, un petit nombre de circuits actifs placés justement dans ces étages a un effet très sensible sur le gain de l'antenne. Lesessais effectués montrent que l'effet de saturation du gain (vers 28 dB) constaté par Collier (voir l'article cité précédemment dans la revue "Microwave Journal", Volume , NO 9, septembre 1977) n'est maintenant plus observée, et qu'un gain de 36 dB peut être obtenu si ces circuits

actifs sont placés immédiatement à la sortie des sous-

réseaux correspondant à chaque sous-ensemble. En outre, cette réduction des pertes entraîne une diminution de la température de bruit du systèmede réception complet et

donc une amélioration du facteur de mérite de ce système.

Dans une variante de réalisation du panneau selon l'invention, les circuits actifs comprennent chacun un étage de conversion de fréquence dont la partie haute

fréquence est reliée aux éléments rayonnants ou récep-

teurs et dont la partie de plus faible fréquence est re-

liée à la connexion de liaison avec les circuits extéri-

eurs au panneau d'antenne. En utilisant une telle structure de circuit, qui est par exemple celle adoptée dans les têtes de réception à très faible bruit et à

étage de réduction de fréquence étudiées par la Demande-

resse et décrites dans l'article "All FET 12 gigahertz satellite television receivers" de J. Magarshack. (paru

dans ICC Record 79, pages 26.3.1 à 26.3.5, voir les fi-

gures 4 et 5 de cet article) ou dans l'article déjà,cité page 3, ligne 33, on rend moins critique la réalisation

de la partie du réseau de lignes de transmission qui pré-

cède juste la connexion métallique de liaison avec les circuits électDniques extérieurs, puisque les signaux qui la traversent ont une fréquence réduite par rapport

à celle des signaux émis ou à recevoir.

Pour faciliter l'orientation de l'antenne lors

de sa mise en place, on peut associer un circuit dépha-

seur aux circuits actifs ou à l'un d'entre eux au moins.

En effet, alors que la solution qui consiste à prévoir

la mise en place d'un circuit déphaseur par élément rayon-

nant ou récepteur individuel d'une antenne ne se justifie que pour des matériels déjà complexes tels que des radars (cette solution est décrite par exemple dans le brevet américain NO 3 978 482 déposé le 24 Mars 1975 par la

Société Hugues Aircraft Company), la disposition du pan-

neau d'antenne selon l'invention permet, par un déphasage

approprié> d'opérer une orientation du faisceau de l'anten-

ne de relativement faible amplitude, mais suffisante pour réaliser la recherche et le pointage du satellite. Cette orientation, si elle reste de l'ordre de quelques degré4 n'implique qu'une très faible diminution du gain (moins

d'un dB), et l'on peut accroître le nombre des sous-en-

sembles si un angle d'orientation plus important est né-

cessaire. On peut même, pour faciliter l'opération de-poin-

tage du satellite, monter le panneau d'antenne sur un support mobile en rotation parallèlement à son plan et

imposer simultanément à ce panneau une direction de pro-

pagation des signaux émis ou à recevoir oblique par

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* - 10-

rapport au panneau. Le faisceau balaie ainsi un anneau de cône qui coupe en deux points la trajectoire du satellite

à viser.

D'autres particularités et avantages de l'inven-

tion seront mieux compris en se référant à la description

qui suit et aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple non limitatif et dans lesquels:

- la figure 1 est une vue de face d'un panneau d'an-

tenne selon l'invention, à quatre sous-ensembles d'élé-

ments; - les figures 2 à 4 montrent, respectivement en vue de dessus, de profil et en perspective, la structure de chaque sous-ensemble au niveau de chaque élément rayonnant

ou récepteur (à couplage électromagnétique avec les extré-

mités du réseau de lignes de transmission), dans le cas de l'exemple de réalisation décrit; - la figure 5 est une vue partielle et en perspective du panneau, mettant en évidence le couplage du réseau de

lignes de transmission aux éléments rayonnants ou récep-

teurs; et -la figure 6 est une vue de la face arrière du panneau représenté sur la figure 1, et montre de façon schémati

le montage et le raccordement des circuits actifs.

Dans le mode de réalisation ici décrit, le pan-

neau d'antenne selon l'invention est composé de 4096 éle-

ments récepteurs ER1 à ER4096 regroupés en quatre sous-

ensembles 1 à 4 de forme carrée et disposés les uns par

rapport aux autres de façon à constituer une figure géomé-

trique carrée (voir la figure 1). Chaque sous-ensemble com-

prend donc 1024 éléments, répartis à intervalles réguliers

selon une disposition géométrique carrée de 32 x 32 élé-

ments. La structure de chaque sous-ensemble (par exemple du sousensemblel) est du type de celle proposée par H.G. Oltman (dans son article et dans le brevet américain No 4 054 874, tous deux cités précédemment) et comprend, plus précisément, pour chacun des éléments considérés

- il -

individuellement * (1) un plan de masse conducteur 10;

(2) une première couche l1-d'un diélectrique à permitti-

vité élevée; (3) une ligne de transmission 12 réalisée

selon la technique du microruban (ou microstrip, en an-

glais); (4) une deuxième couche 13 d'un diélectrique à faible permittivité; (5) une parcelle conductrice 14

de forme rectangulaire, de longueur N/2 (h étant la lon-

gueur d'onde correspondant à la fréquence des signaux à

recevoir, et séparée des parcelles voisines par un inter-

valle choisi selon la direction voulue pour le faisceau à recevoir. Les figures 2 à 5 montrent en vue de dessus et de profil et en perspective cette structure, dans laquelle

un couplage électromagnétique est établi entre chaque par-

celle conductrice 14 (constituant l'unité réceptrice pro-

prement dite) et la ligne de transmission 12 placée sous

cette parcelle et alignée avec elle.

Chaque ligne de transmission 12 constitue, dans l'exemple ici décrit, la partie terminale d'un sous-réseau

de combinaison équiphase 15 assurant un trajet égal à cha-

cun des signaux reçus par chaque parcelle 14 dans leur pro-

gression vers la connexion métallique de liaison du pan-

neau d'antenne avec les circuits électroniques extérieurs associés à ce panneau. De tels réseaux existent déjà, dans de nombreuses variantes: voir (a) les figures 5 et 9 de l'article de M. Collier, déjà cité; (b) la figure 6 de l'article de H.G. Oltman, déjà cité; (c) les figures

1 et 2 de la demande de brevet français No 70 11 449 dé-

posé le 31 Mars 1970 par la Société RCA Corporation, etc...

En sortie de chaque sous-réseau est prévu un amplifica-

teur à transistors à effet de champ (Al à A4) encapsulé

dans un boîtier situé au dos du sous-ensemble correspon-

dant (voir la figure 6) et juste contre lui pour que la

liaison entre la connexion de sortie du sous-ensemble con-

plet et l'amplificateur soitla plus courte possible. Ces amplificateurs Al à A4 permettent de compenser les pertes se produisant dans les sousréseaux correspondants de

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combinaison équiphase, et surtout dans le ou les derniers étages de combinaisons de ces sous-réseaux, et donc de

porter le gain de l'antenne complète à une valeur suffi-

sante pour l'application considérée. Les amplificateurs les plus appropriés pour cette application sont les ampli- ficateur à transstors à effet de champ à très faible bruit étudiés par la Demanderesse et décrits dans l'article

cité en page b, ligne 10.

Dans une variante de réalisation de ce panneau,

on peut associer à chaque amplificateur un étage de conver-

sion de fréquence permettant ici de réduire (de 12 à 1

gigahertz dans le cas des réalisations effectuées) la fré-

quence des signaux à recevoir et qui traversent les der-

niers étages de combinaison situés entre la sortie de chaque sousensemble et la connexion métallique de liaison

avec les circuits électroniques extérieurs. Cette dispo-

sition revient à placer comme circuit actif en sortie de chaque sousensemble, non plus un simple amplificateur à transistors à effet de champ mais une tête de réception telle que celle étudiée et réalisée par la Demanderesse

(voir la description de cette tête de réception dans les

deux articles déjà cités).

Un circuit déphaseur est associé à cahque ampli-

ficateur (ou à chaque tête de réception dans le cas o

cette variante de réalisation est adoptée) afin de per-

mettre une variation électonique de l'orientation du fais-

ceau de réception du panneau d'antenne lors de sa mise en place et du pointage du satellite. Ce circuit permet de déphaser le signal de sortie seulement de chaque sous-ensemble de la structure de panneau d'antenne

selon l'invention, contrairement aux solutions déjà con-

* nues qui consistent à prévoir un déphaseur par élément

récepteur et qui sont à la fois coûteuses et d'une com-

plexité superflue, puisque destinées à des applications o l'orientation du-faisceau de l'antenne doit varier - 13- dans une très large gamme. Enfin pour faciliter cette

opération de pointage du satellite par orientation élec-

tonique du faisceau du panneau d'antenne, on peut prévoir de monter ce panneau sur un support mobile en rotation parallèlement à son plan et d'imposer au panneau, par le

choix soit de la disposition relative des éléments indi-

viduels soit de la longueur des lignes de transmission des

sous-réseaux de combinaison ou de répartition, une direc-

tion de propagation des signaux émis ou à recevoir oblique par rapport à ce panneau. De la sorte, le faisceau, lors de la rotation du support, balaie un anneau de cône qui

coupe en deux points la trajectoire du satellite à viser.

Bien entendu, la présente invention n'est pas limitée à l'exemple ici décrit et représenté, à partir

duquel on peut prévoir des modes de réalisation équiva-

lents sans pour cela sortir du cadre de l'invention. En

particulier, on a retenu, dans l'exemple décrit, la struc-

ture d'antenne microstrip proposée par Oltman en raison de ses performances en matière de bande passante, nais les autres structures connues conviennent aussi (par exemple les antennes microstrip décrites par J.Q. Howell dans la revue IEBE Transactions on Antennas and Propagation,

janvier 1975, pages 90 à 93, ou celle décrite dans le bre-

vet américain No 3 803 623 déposé le l1 octobre 1972 par la Société Minnesota Mining and Manufacturing Company, ou bien celle décrite dans la demande de brevet français No 78 03 778 déposée le 10 février 1978 par la Société N.V. PHILIPS'GLOEILAMPENFABRIEKENou encore celle décrite dans le brevet américain NO 3 681 769 déposé le 30 juillet 1970 par la Société International Telephone and Telegraph Corporation), même s'il s'agit de structures sensiblement plus complexes (voir par exemple la demande de brevet français NO 78 08 610 déposée le 24 Mars 1978 par la Société The Bendix Corporation et qui décrit une antenne plane mais dont les éléments récepteurs sont des dipôles

disposés sur de petites plaquettes diélectriques parallè-

les-entre elles et perpendiculaires à la surface de

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_ 14 -

l'antenne plane). Dans tous les cas, on peut rappeler que le panneau d'antenne proposé s'adapte très bien à toutes les polarisations et notamment à la polarisation circulaire. On notera enfin qu'il est possible, pour obte- nir un gain et une directivité plus marqués, d'associer

plusieurs panneaux d'antenne conformes à la description

précédente; en associant par exemple deux panneaux formant entre eux unangle différent de 1800, on peut augmenter le gain en puissance de 3 dB et accentuer la directivité de l'antenne globale ainsi constituée dans la direction correspondant à la bissectrice de l'angle formé par les panneaux.

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Claims (6)

REVENDICATIONS

1. Panneau d'antenne hyperfréquence comprenant un ensemble d'éléments rayonnants ou récepteurs, répartis sur un support réalisé en au moins un matériau diélectrique et reliés à un réseau de lignes hyperfréquences de trans-

mission lui-même composé d'une succession d'étages de ré-

partition des signaux à émettre ou de combinaison des si-

gnaux reçus et relié à l'extrémité opposée auxdits éléments

à une connexion métallique de liaison avec les circuits élec-

troniques extérieurs au panneau d'antenne, ce panneau étant

caractérisé en ce que l'ensemble des éléments sont regrou-

pés en un nombre R de sous-ensembles reliés chacun à un sous-réseau de répartition ou de combinaison et en ce qu'un circuit actif est inséré entre chacun de ces sous-réseaux et la partie correspondante de ligne de transmission qui, entre le circuit actif et la connexion de liaison avec les circuits extérieurs au panneau d'antenne, ne traverse qu'un

seul étage de répartition ou de-combinaison.

2. Panneau d'antenne selon la revendication 1,

caractérisé en ce que les circuits actifs sont des ampli-

ficateurs à transistors à effet de champ,

3. Panneau d'antenne selon l'une des revendications

1 et 2, caractérisé en ce que les circuits actifs compren-

nent chacun un étage de conversion de fréquence dont la partie haute fréquence est reliée aux éléments rayonnants ou récepteurs et dont la partie de plus faible fréquence est reliée à la connexion de liaison avec les circuits

extérieurs au panneau d'antenne.

4. Panneau d'antenne selon l'une des revendications

1 à 3, caractérisé en ce qu'un circuit déphaseur est asso-

cié à au moins un circuit actif.

5. Panneau d'antenne selon l'une des revendications

1 à 4, caractérisé en ce que la direction de propagation des signaux émis ou à recevoir est différente de cele d'une perpendiculaire au plan moyen du panneau d'antenne et en ce que ce panneau est monté sur un socle mobile en rotation

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parallèlement à ce plan moyen.

6. Antenne caractérisée en ce qu'elle comprend

plusieurs panneaux selon l'une des revendications i à 5.