FR2518828A1 - Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets - Google Patents

Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets Download PDF

Info

Publication number
FR2518828A1
FR2518828A1 FR8123737A FR8123737A FR2518828A1 FR 2518828 A1 FR2518828 A1 FR 2518828A1 FR 8123737 A FR8123737 A FR 8123737A FR 8123737 A FR8123737 A FR 8123737A FR 2518828 A1 FR2518828 A1 FR 2518828A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
filter according
filter
incidence
dielectric material
layers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR8123737A
Other languages
French (fr)
Other versions
FR2518828B1 (en
Inventor
Claude Aubry
Dominique Rimbert
Francois Salvat
Jean Bouko
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Thales SA
Original Assignee
Thomson CSF SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thomson CSF SA filed Critical Thomson CSF SA
Priority to FR8123737A priority Critical patent/FR2518828A1/en
Publication of FR2518828A1 publication Critical patent/FR2518828A1/en
Application granted granted Critical
Publication of FR2518828B1 publication Critical patent/FR2518828B1/fr
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0033Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective used for beam splitting or combining, e.g. acting as a quasi-optical multiplexer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0026Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective said selective devices having a stacked geometry or having multiple layers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01QANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q5/00Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
    • H01Q5/40Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
    • H01Q5/45Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Aerials With Secondary Devices (AREA)

Abstract

The filter can either separate or combine two electromagnetic waves of determinate mean angle of incidence in different frequency bands. A central sheet (2) of low-loss dielectric material (e.g. polyphenylene) carries on both faces (4,5) identical metallic grids of rectangles symmetrical about the plane of incidence (6). The central sheet is sandwiched between two others (1,3) of the same material or of other materials having the same characteristics. The combination reflects quasi-optically a beam of W-band (94 GHz) waves, and transmits without deflection a beam of X-band (10 GHz) waves arriving at the same angle of incidence on the opposite face. Also claimed are a Gregory offset antenna and a Cassegrain antenna, each incorporating such a filter.

Description

251882 a251882 a

FILTRE SPATIAL DE FREQUENCESFREQUENCY SPACE FILTER

ET ANTENNE COMPORTANT UN TEL FILTREAND ANTENNA COMPRISING SUCH A FILTER

La présente invention concerne un filtre spatial de fréquences et son application à une antenne fonctionnant simultanément sur deux bandes de fréquences différentes Il est connu que de tels filtres sont utilisés pour réunir en un seul faisceau d'ondes électromagnétiques au moins deux faisceaux de fréquences différentes issus généralement de deux sources séparées Inversement, de tels filtres sont aussi utilisés pour séparer, dans un faisceau composite, les faisceaux d'ondes électromagnétiques de fréquences différentes et les diriger vers des récepteurs distincts Le comportement de ces filtres est à rapprocher de celui des miroirs dichroiques utilisés en optique dont la propriété est d'être transparents aux faisceaux de lumière d'une certaine longueur d'onde et d'être réfléchissants  The present invention relates to a spatial frequency filter and its application to an antenna operating simultaneously on two different frequency bands. It is known that such filters are used to combine in a single beam of electromagnetic waves at least two beams of different frequencies from generally from two separate sources Conversely, such filters are also used to separate, in a composite beam, the beams of electromagnetic waves of different frequencies and direct them towards distinct receivers The behavior of these filters is to be compared to that of dichroic mirrors used in optics whose property is to be transparent to light beams of a certain wavelength and to be reflective

pour des faisceaux de lumière d'une autre longueur d'onde.  for beams of light of another wavelength.

Les filtres spatiaux de fréquences sont utilisés, en particulier, dans les antennes à micro-ondes et plus particulièrement dans les antennes à réflecteur parabolique Il est en effet avantageux de rentabiliser au mieux de telles antennes en augmentant la quantité d'informations transmises ou  Spatial frequency filters are used, in particular, in microwave antennas and more particularly in parabolic reflector antennas. It is indeed advantageous to make the most of such antennas by increasing the amount of information transmitted or

reçues Un des moyens connus est de faire fonctionner l'antenne simultané-  One of the known means is to operate the antenna simultaneously-

ment sur plusieurs bandes de fréquences ce qui implique l'emploi de moyens de multiplexage et de démultiplexage de fréquences, qui, en particulier,  ment on several frequency bands which implies the use of frequency multiplexing and demultiplexing means, which, in particular,

peuvent être des filtres spatiaux de fréquences De telles antennes multi-  can be spatial frequency filters Such multi-antenna

bandes sont utilisées en télécommunications dans les liaisons au sol ou encore entre le sol et des satellites généralement géostationnaires La réception simultanée sur plusieurs fréquences est aussi très avantageuse en radio-astronomie o le coût des antennes multiples est particulièrement élevé Enfin, l'emploi simultané d'une deuxième fréquence dans un radar de poursuite augmente ses performances et en particulier permet de distinguer  bands are used in telecommunications in ground links or between the ground and generally geostationary satellites Simultaneous reception on several frequencies is also very advantageous in radio astronomy where the cost of multiple antennas is particularly high Finally, the simultaneous use of second frequency in a tracking radar increases its performance and in particular makes it possible to distinguish

plus nettement la cible réelle de son image dans le sol ou dans la mer.  more clearly the real target of his image in the ground or in the sea.

Les filtres spatiaux utilisés dans les antennes et réalisés selon l'art connu sont généralement des filtres à diélectrique multicouche, des filtres utilisant les propriétés sélectives des réseaux métalliques et plus rarement  The spatial filters used in the antennas and produced according to the known art are generally multilayer dielectric filters, filters using the selective properties of metallic networks and more rarely

des filtres utilisant des ensembles de guides d'onde.  filters using sets of waveguides.

1882818828

Les filtres spatiaux à diélectrique multicouche sont constitués d'une  Multilayer dielectric space filters consist of a

superposition de couches en matériaux diélectriques d'épaisseurs différentes.  superposition of layers of dielectric materials of different thicknesses.

Deux types de matériaux diélectriques de caractéristiques différentes sont utilisés Pun pour les couches de rang pair, l'autre pour les couches de rang impair Un matériau diélectrique d'un troisième type doit être utilisé pour la première et la dernière couche afin de réaliser l'adaptation d'impédance entre le filtre et le milieu Ce type de filtre à diélectrique multicouche doit, pour maintenir de façon satisfaisante la - pureté de polarisation des ondes électromagnétiques, fonctionner sous un angle d'incidence faible ce qui Io complique généralement les problèmes d'implantation du filtre dans la chaîne des éléments qui relie les sources (ou les détecteurs) fixes au  Two types of dielectric materials of different characteristics are used. Pun for the layers of even rank, the other for the layers of odd rank. A dielectric material of a third type must be used for the first and the last layer in order to achieve the impedance matching between the filter and the medium This type of multilayer dielectric filter must, in order to satisfactorily maintain the purity of polarization of the electromagnetic waves, operate at a low angle of incidence which generally complicates the problems of implantation of the filter in the chain of elements which connects the fixed sources (or detectors) to the

réflecteur principal généralement mobile Par ailleurs, ces filtres à diélec-  generally movable main reflector Furthermore, these dielectric filters

trique multicouche requièrent des matériaux de trois natures différentes ce qui, compte tenu de la rareté des matériaux diélectriques à faibles pertes, limite les combinaisons possibles de réalisation Enfin, le collage des  multilayer cudgel require materials of three different natures which, given the scarcity of dielectric materials with low losses, limits the possible combinations of realization Finally, the bonding of

différentes couches de matériaux diélectriques pose des problèmes technolo-  different layers of dielectric materials pose technological problems

giques car ces filtres peuvent atteindre jusqu'à trois mètres de diamètre.  giques because these filters can reach up to three meters in diameter.

Les filtres spatiaux utilisant les propriétés sélectives des réseaux métalliques sont constitués d'une surface plane ou courbe sur laquelle ont été réalisés, généralement par photogravure, des dessins en cuivre de faible épaisseur dont la forme est fonction du résultat recherché Un réseau métallique maillé présente les propriétés d'un filtre passe-haut alors que le réseau complémentaire, c'est-à-dire un ensemble de rectangles conducteurs isolés entre eux, présente les propriétés d'un filtre passe-bas Enfin, un ensemble de croix conductrices grecques ou potencées (croix de Jérusalem) a des propriétés du type "passe-bande" Plusieurs inconvénients sont propres à ce type de filtre Le réseau métallique dont l'épaisseur est de quelques dizaines de micromètres est porté par un substrat isolant dont l'épaisseur, sensiblement plus grande, reste cependant inférieure à une centaine de micromètres; un tel dispositif, généralement de grandes dimensions, pose un problème de rigidité mécanique De plus, le substrat porteur des éléments conducteurs est un matériau diélectrique qui, bien que de faible épaisseur, introduit des phénomènes parasites très gênants du type résonance, difficiles  Spatial filters using the selective properties of metal networks consist of a flat or curved surface on which were made, generally by photoengraving, thin copper drawings whose shape depends on the desired result. A mesh metal network presents the properties of a high-pass filter while the complementary network, that is to say a set of conductive rectangles isolated from each other, presents the properties of a low-pass filter Finally, a set of conductive crosses Greek or potent (Jerusalem cross) has properties of the "band pass" type. Several disadvantages are specific to this type of filter. The metal network, the thickness of which is a few tens of micrometers, is carried by an insulating substrate, the thickness of which is appreciably more large, however remains less than a hundred micrometers; such a device, generally of large dimensions, poses a problem of mechanical rigidity In addition, the substrate carrying the conductive elements is a dielectric material which, although of small thickness, introduces very annoying parasitic phenomena of the resonance type, difficult

à prévoir et à réduire.to predict and reduce.

Les filtres spatiaux utilisant des guides d'ondes comportant un certain nombre de ces guides empilés de façon à former un volume dont la face d'entrée correspond aux dimensions du faisceau global qui la frappe Les fréquences élevées sont transmises par ces guides alors que les fréquences basses sont réfléchies, la fréquence -de coupure étant déterminée par les dimensions des guides d'ondes Ces filtres sont rarement utilisés parce qu'ils limitent la largeur de bande et surtout en raison de leur poids et de leur  Spatial filters using waveguides comprising a certain number of these guides stacked so as to form a volume whose entry face corresponds to the dimensions of the global beam which strikes it. The high frequencies are transmitted by these guides while the frequencies bass are reflected, the cutoff frequency being determined by the dimensions of the waveguides These filters are rarely used because they limit the bandwidth and especially because of their weight and

volume élevés.high volume.

Pour pallier les inconvénients de l'art connu, l'invention propose un filtre spatial constitué de réseaux métalliques minces associés à des couches de matériaux diélectriques L'association dans un même dispositif de ces deux techniques de filtre connues permet selon la caractéristique essentielle de l'invention de conserver les avantages propres à ces techniques tout en  To overcome the drawbacks of the known art, the invention proposes a spatial filter consisting of thin metallic networks associated with layers of dielectric materials. The association in these same device of these two known filter techniques allows, according to the essential characteristic of the invention of retaining the advantages specific to these techniques while

écartant les inconvénients.dismissing the drawbacks.

L'invention a donc pour objet un filtre spatial de fréquences capable de séparer ou de combiner des ondes électromagnétiques d'angle d'incidence moyen déterminé et situées dans des bandes de fréquences différentes caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux couches de matériaux diélectriques superposées et des réseaux métalliques interposés entre les  The subject of the invention is therefore a spatial frequency filter capable of separating or combining electromagnetic waves of determined average angle of incidence and located in different frequency bands, characterized in that it comprises at least two layers of materials superimposed dielectrics and metallic networks interposed between

couches successives de matériau diélectrique.  successive layers of dielectric material.

L'invention a encore pour objet une antenne comprenant un tel filtre.  The invention also relates to an antenna comprising such a filter.

L'invention sera mieux comprise et les détails de réalisation apparaî-  The invention will be better understood and the details of embodiment appear.

tront plus clairement à l'aide de la description qui suit, en référence aux  more clearly using the description below, with reference to

figures annexées.attached figures.

La figure 1 illustre un exemple de réalisation de filtre spatial selon l'invention. La figure 2 est une vue agrandie d'une partie du réseau métallique  FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a spatial filter according to the invention. Figure 2 is an enlarged view of part of the metal network

utilisé dans l'exemple précédent.  used in the previous example.

La figure 3 est une vue de profil du dispositif selon l'invention  Figure 3 is a side view of the device according to the invention

montrant l'action du filtre sur les faisceaux d'ondes électromagnétiques.  showing the action of the filter on the electromagnetic wave beams.

La figure 4 illustre un exemple d'application d'un filtre selon l'inven-  FIG. 4 illustrates an example of application of a filter according to the invention.

tion à une antenne du type Gregory off-set.  tion to an off-set Gregory type antenna.

La figure 5 représente une première variante d'antenne Cassegrain  FIG. 5 represents a first variant of the Cassegrain antenna

utilisant un filtre selon l'invention.  using a filter according to the invention.

2-5 188282-5 18828

4: La figure 6 représente une deuxième variante d'antenne Cassegrain  4: FIG. 6 represents a second variant of the Cassegrain antenna

utilisant un filtre selon l'invention.  using a filter according to the invention.

La figure 1 illustre une exemple de réalisation de filtre spatial selon l'invention Une lame centrale 2 ern matériau diélectrique à faibles pertes porte sur ses deux faces des réseaux identiques 4 et 5 constitués de rectangles métalliques admettant le plan d'incidence -6 comme plan de  FIG. 1 illustrates an exemplary embodiment of a spatial filter according to the invention A central plate 2 ern low loss dielectric material carries on its two faces identical networks 4 and 5 made up of metallic rectangles admitting the plane of incidence -6 as a plane of

symétrie Les réseaux métalliques 4 et 5 peuvent être obtenus'par photo-  symmetry The metallic networks 4 and 5 can be obtained by photo-

gravure ou par usinage à la fraise à -partir d'une lame diélectrique 2 métallisée sur ses deux faces Cette lame centrale 2 est placée entre deux autres lames 1 et 3, les trois lames étant faites du même matériau diélectrique ou de matériaux ayant les mêmes caractéristiques Les couches 1, 2 et 3 de matériau diélectrique et d'épaisseurs respectives 51, 52 et 53  engraving or by milling using a dielectric strip 2 metallized on its two faces This central strip 2 is placed between two other strips 1 and 3, the three strips being made of the same dielectric material or of materials having the same characteristics Layers 1, 2 and 3 of dielectric material and respective thicknesses 51, 52 and 53

sont, dans cet exemple, en polyphénylène Le faisceau d'ondes électro-  are, in this example, polyphenylene The beam of electro-

magnétiques est dirigé sur le filtre selon une direction parallèle à la droite 7 1 située dans le plan d'incidence 6 Cette droite 7 fait avec la droite 8 située elle aussi dans le plan d'incidence et perpendiculairement aux plans des couches de matériau diélectrique un angle d'incidence Q qui dans cette variante préférée de fonctionnement du filtre conforme à l'invention est  magnetic is directed on the filter in a direction parallel to the line 7 1 located in the plane of incidence 6 This line 7 is made with the line 8 also located in the plane of incidence and perpendicular to the planes of the layers of dielectric material a angle of incidence Q which in this preferred variant of operation of the filter according to the invention is

de 45 .of 45.

La figure 2 est une vue agrandie d'une partie du réseau métallique utilisé dans l'exemple précédent Des petits rectangles métalliques 10 de quelques dizaines de micromètres d'épaisseurs et généralement en cuivre sont disposés selon la figure 2 sur chacune des faces de la couche de matériau diélectrique centrale 2 Ces rectangles de longueur a, de largeur b et séparés les uns des autres -d'une distance d peuvent être réalisés, à titre,  FIG. 2 is an enlarged view of part of the metallic network used in the previous example Small metallic rectangles 10 a few tens of micrometers thick and generally made of copper are arranged according to FIG. 2 on each of the faces of the layer of central dielectric material 2 These rectangles of length a, of width b and separated from each other - by a distance d can be made, by way of,

d'exemple par photogravure ou fraisage d'une couche de matériau diélec-  example by photogravure or milling of a layer of dielect material

trique métallisée sur ses deux faces.  metallized stick on both sides.

La figure 3 est une vue de profil du dispositif selon l'invention montrant l'action du filtre sur les faisceaux d'ondes électromagnétiques Un premier faisceau d'ondes situé dans la bande W ( 94 G Hz), dirigé vers le filtre spatial 11 sous un angle d'incidence 6 dans une direction parallèle à la droite est réfléchi, selon les lois de l'optique, dans une direction paralllèle à la droite 14 Un second faisceau d'ondes situé dans la bande X (r 10 G Hz), dirigé vers l'autre face du filtre 11 sous un même angle d'incidence 6 et dans  FIG. 3 is a side view of the device according to the invention showing the action of the filter on the electromagnetic wave beams A first wave beam located in the W band (94 G Hz), directed towards the spatial filter 11 under an angle of incidence 6 in a direction parallel to the right is reflected, according to the laws of optics, in a direction parallel to the right 14 A second wave beam located in the band X (r 10 G Hz) , directed towards the other face of the filter 11 at the same angle of incidence 6 and in

1882818828

une direction parallèle à la droite 14 est transmis, sans changement de direction, à travers ledit filtre dans une direction parallèle à celle du  a direction parallel to the right 14 is transmitted, without change of direction, through said filter in a direction parallel to that of

faisceau de la bande W Une telle description correspond au cas d'un  beam of the band W Such a description corresponds to the case of a

multiplexage de fréquences o deux faisceaux séparés X et W sont combinés pour former un faisceau composite unique Il suffit, sur la figure 3, d'inverser le sens des flèches pour comprendre le fonctionnement du filtre dans le mode démultiplexage Le faisceau composite dirigé alors vers une face du filtre Il selon une direction parallèle à la droite 14 voit sa composante W réfléchie selon une direction parallèle à la droite 15 et sa composante X se propager à travers le filtre en conservant sa direction initiale Les deux bandes de fréquences X et W peuvent ainsi être dirigées  frequency multiplexing where two separate beams X and W are combined to form a single composite beam In Figure 3, it is enough to reverse the direction of the arrows to understand how the filter works in demultiplexing mode The composite beam then directed towards a face of the filter II in a direction parallel to the right 14 sees its component W reflected in a direction parallel to the right 15 and its component X propagates through the filter while preserving its initial direction The two frequency bands X and W can thus to be led

vers des récepteurs distincts.to separate receivers.

Le tableau I placé en fin de la présente description résume les  Table I at the end of this description summarizes the

caractéristiques et performances obtenues dans un exemple de réalisation  characteristics and performance obtained in an exemplary embodiment

typique.typical.

La figure 4 illustre un exemple d'application d'un filtre selon l'inven-  FIG. 4 illustrates an example of application of a filter according to the invention.

tion à une antenne du type "Grégory off-set" Un cornet corrugué 21 émet un faisceau d'ondes électromagnétiques 22 situées, à titre d'exemple, dans la bande X Ce faisceau 22 traverse, sans changer de direction et sans pertes notables, un filtre Il selon l'invention avant d'être réfléchi une première fois par un élément d'ellipsoïde 23 puis une seconde fois par un élément de paraboloïde 24 avant d'être transmis dans l'espace Un second cornet corrugué 24 émet un faisceau d'ondes électromagnétiques 25 situées, à titre d'exemple, dans la bande W Ce faisceau 25 est dirigé sous un angle d'incidence de 450 vers le filtre Il qui le réfléchit selon une direction parallèle au faisceau 22 vers les réflecteurs 23 et 24 Les faisceaux 22 et 25 forment un faisceau composite transmis dans une même direction de  tion to an antenna of the "Gregory off-set" type A corrugated horn 21 emits a beam of electromagnetic waves 22 located, for example, in the X band This beam 22 crosses, without changing direction and without significant losses, a filter II according to the invention before being reflected a first time by an ellipsoid element 23 then a second time by a paraboloid element 24 before being transmitted into space A second corrugated horn 24 emits a beam of electromagnetic waves 25 located, for example, in the band W This beam 25 is directed at an angle of incidence of 450 towards the filter II which reflects it in a direction parallel to the beam 22 towards the reflectors 23 and 24 beams 22 and 25 form a composite beam transmitted in the same direction of

l'espace par une antenne dite dans ce cas "bi-fréquences".  space by an antenna called in this case "bi-frequencies".

La figure 5 représente une première variante d'antenne Cassegrain utilisant un filtre selon l'invention Le filtre 51 est un filtre spatial conforme à la variante décrite en relation avec la figure 1 mais galbé,  FIG. 5 represents a first variant of the Cassegrain antenna using a filter according to the invention The filter 51 is a spatial filter in accordance with the variant described in relation to FIG. 1 but curved,

comme le montre la figure 5, selon une loi hyperbolique.  as shown in Figure 5, according to a hyperbolic law.

Une première source d'ondes électromagnétiques émettant dans la bande X et représentée par le cornet corrugué 53 émet un faisceau d'ondes 54 qui traverse, sans changer de direction le filtre 51 avant d'être réfléchi vers l'espace par le réflecteur principal 50 Une deuxième source d'ondes émettant dans la bande W et représentée par le cornet 52 émet un faisceau d'ondes 55 qui est dirigé vers l'espace selon une direction parallèle au faisceau 54 après deux réflexions successives sur le filtre 51 puis sur le  A first source of electromagnetic waves emitting in the X band and represented by the corrugated horn 53 emits a beam of waves 54 which crosses, without changing direction, the filter 51 before being reflected towards space by the main reflector 50 A second wave source emitting in the W band and represented by the horn 52 emits a wave beam 55 which is directed towards space in a direction parallel to the beam 54 after two successive reflections on the filter 51 then on the

réflecteur principal 50.main reflector 50.

La figure 6 représente une deuxième variante d'antenne Cassegrain  Figure 6 shows a second variant of Cassegrain antenna

utilisant un filtre selon l'invention.  using a filter according to the invention.

Un réflecteur parabolique principal 30, un miroir auxiliaire 31 et un miroir de renvoi 34 forment un ensemble 41 qui peut se déplacer en site autour d'un axe 33 Un ensemble 42 comportant un miroir ellipsoïdal 35 peut se déplacer autour d'un axe 32 assurant de ce fait un déplacement en azimut  A main parabolic reflector 30, an auxiliary mirror 31 and a deflection mirror 34 form an assembly 41 which can move in elevation around an axis 33 A set 42 comprising an ellipsoidal mirror 35 can move around an axis 32 ensuring therefore a displacement in azimuth

de l'ensemble 41.of the set 41.

La partie fixe 43 comporte un filtre spatial 38 selon l'invention, deux  The fixed part 43 comprises a spatial filter 38 according to the invention, two

miroirs ellipsoïdaux 36 et 37, une première source d'ondes électroma-  ellipsoidal mirrors 36 and 37, a primary source of electromagnetic waves

gnétiques émettant dans la bande W représentée par le cornet corrugué 39 et une deuxième source émettant dans la bande X représentée par le  genetic emitting in the W band represented by the corrugated horn 39 and a second source emitting in the X band represented by the

cornet 40.horn 40.

Les miroirs ellipsoldaux 35, 36 et 37 sont disposés pour avoir chacun un de ses foyers situé sur le filtre 38; les cornets 39, 40 et le miroir 34 sont  The ellipsoldic mirrors 35, 36 and 37 are arranged to each have one of its focal points located on the filter 38; the horns 39, 40 and the mirror 34 are

respectivement en coïncidence avec l'autre foyer des miroirs 36, 37 et 35.  respectively in coincidence with the other focal point of mirrors 36, 37 and 35.

L'onde électromagnétique située dans la bande W et émise par le cornet 39 est dirigée, après réflexion par le miroir 36, sous un angle d'incidence de 450 vers le filtre spatial 38; l'onde est entièrement réfléchie par le filtre 38 et dirigée vers l'espace par réflexions successives sur les éléments 35, 34, 31 et 30 L'onde électromagnétique située dans la bande X et émise par le cornet 40 est dirigée, après réflexion par le miroir 37, sous un angle d'incidence de 45 vers le filtre spatial 38; l'onde est entièrement transmise sans changement de direction, par le filtre 38 et dirigée vers  The electromagnetic wave located in the W band and emitted by the horn 39 is directed, after reflection by the mirror 36, at an angle of incidence of 450 towards the spatial filter 38; the wave is fully reflected by the filter 38 and directed towards space by successive reflections on the elements 35, 34, 31 and 30 The electromagnetic wave located in the X band and emitted by the horn 40 is directed, after reflection by the mirror 37, at an angle of incidence of 45 towards the spatial filter 38; the wave is completely transmitted without change of direction, by the filter 38 and directed towards

l'espace par réflexions successives sur les éléments 35, 34, 31 et 30.  space by successive reflections on elements 35, 34, 31 and 30.

Le filtre spatial selon l'invention n'est pas limité aux exemples de  The spatial filter according to the invention is not limited to the examples of

réalisations qui-viennent d'être décrits.  achievements which have just been described.

Le filtre peut être déterminé pour fonctionner sous un autre angle d'incidence, cet angle pouvant être choisi dans une gamme comprise entre  The filter can be determined to operate at another angle of incidence, this angle being able to be chosen from a range between

1882818828

dix et cinquante degrés Les bandes de fréquences à séparer ou à combiner peuvent être différentes de celles citées à titre d'illustration Le filtre selon l'invention peut être réalisé de façon à présenter des propriétés passe-haut ou passe-bande Les réseaux métalliques peuvent être de configurations différentes de celles citées; un même filtre peut comporter plus de deux réseaux métalliques, chaque réseau, séparé des autres par un matériau diélectrique, pouvant avoir sa propre configuration En outre, chaque réseau métallique peut être indifféremment solidaire de l'une ou l'autre des couches qui lui sont adjacentes, il peut encore en être indépendant et maintenu en place par tout moyen connu Le filtre peut comporter au moins deux couches de matériau diélectrique d'épaisseurs -différentes et être galbé selon toute forme prédéterminée D'autres matériaux diélectriques ayant des propriétés  ten and fifty degrees The frequency bands to be separated or combined can be different from those mentioned by way of illustration The filter according to the invention can be produced so as to have high-pass or band-pass properties Metal networks can be of different configurations from those mentioned; the same filter can comprise more than two metallic networks, each network, separated from the others by a dielectric material, being able to have its own configuration In addition, each metal network can be indifferently attached to one or the other of the layers which are adjacent, it can still be independent and held in place by any known means The filter can comprise at least two layers of dielectric material of different thicknesses and be curved according to any predetermined shape Other dielectric materials having properties

similaires au polyphénylène peuvent être utilisés.  similar to polyphenylene can be used.

Le filtre spatial selon l'invention a donc pour avantages, comparé aux filtres diélectriques multicouches de l'art antérieur, de conserver la pureté de polarisation de l'onde électromagnétique pour un angle d'incidence  The spatial filter according to the invention therefore has the advantages, compared to the multilayer dielectric filters of the prior art, of preserving the purity of polarization of the electromagnetic wave for an angle of incidence

beaucoup plus grand, de ne nécessiter qu'un seul type de matériau diélec-  much larger, requiring only one type of dielectrical material

trique au lieu de trois, de simplifier les problèmes mécaniques d'assemblage  stick instead of three, to simplify mechanical assembly problems

en réduisant considérablement le nombre de couches de matériau diélec-  by considerably reducing the number of layers of dielectric material

trique Comparé aux filtres à réseaux métalliques de l'art connu, le filtre selon l'invention ne pose pas de problèmes de -rigidité mécanique et n'introduit pas de phénomènes parasites fort gênants liés à l'existence dans l'art connu d'un matériau diélectrique destiné à servir seulement de support mécanique au réseau métallique Enfin, par rapport aux filtres connus utilisant des ensembles de guides d'ondes, le filtre selon l'invention est beaucoup plus léger, plus économique et peut fonctionner avec une largeur  In comparison with metal grating filters of the known art, the filter according to the invention does not pose problems of mechanical stiffness and does not introduce very annoying parasitic phenomena linked to the existence in the known art of a dielectric material intended only to serve as a mechanical support for the metal network Finally, compared to known filters using sets of waveguides, the filter according to the invention is much lighter, more economical and can operate with a width

de bande plus étendue.wider band.

TABLEAU ITABLE I

Caractéristiques et performances obtenues dans un exemple de réali-  Characteristics and performances obtained in an example of reali-

sation typique.typical location.

Epaisseur des matériaux diélectriques Sil 52, 53 entre 3 et 4 mm  Thickness of dielectric materials Sil 52, 53 between 3 and 4 mm

Nature du matériau diélectrique: polyphénylène.  Nature of the dielectric material: polyphenylene.

Dimensions des rectangles du réseau métallique: a lmm b ^ 0,8 mm  Dimensions of the rectangles of the metal network: a lmm b ^ 0.8 mm

d=de O 1 à O 2 mm.d = from O 1 to O 2 mm.

Fréquences utilisées: bande X: 9 à 10 G Hz  Frequencies used: X band: 9 to 10 G Hz

bande W: 94 G Hz.W band: 94 G Hz.

Pertes à la transmission en bande X: 0,5 d B Pertes à la réflexion en bande W: 0,5 d B Taux d'ellipticité de l'onde réfléchie pour une onde incidente parfaitement circulaire: 0,1 d B Taux d'ellipticité de l'onde ayant traversé le filtre pour une onde incidente parfaitement circulaire: O,1 d B.  Losses in X-band transmission: 0.5 d B Losses in W-band reflection: 0.5 d B Rate of ellipticity of the reflected wave for a perfectly circular incident wave: 0.1 d B Rate of ellipticity of the wave having passed through the filter for a perfectly circular incident wave: O, 1 d B.

251882 E251882 E

Claims (12)

REVENDICATIONS 1 Filtre spatial de fréquences capable de séparer ou de combiner des ondes électromagnétiques d'angle d'incidence moyen déterminé et situées dans des bandes de fréquences différentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux couches ( 1 3) de matériau diélectrique superposées et des réseaux métalliques ( 4 5) interposés entre les couches successives de matériau diélectrique. 2 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réseaux métalliques ont la configuration d'un ensemble de rectangles conducteurs  1 spatial frequency filter capable of separating or combining electromagnetic waves of determined average angle of incidence and located in different frequency bands, characterized in that it comprises at least two layers (1 3) of dielectric material superimposed and metallic networks (4 5) interposed between the successive layers of dielectric material. 2 Filter according to claim 1, characterized in that the metal networks have the configuration of a set of conductive rectangles ( 10) isolés entre eux.(10) isolated from each other. 3 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réseaux métalliques ont la configuration d'un quadrillage de conducteurs filiformes  3 Filter according to claim 1, characterized in that the metal networks have the configuration of a grid of filiform conductors parallèles en contact à leurs points d'intersection.  parallels in contact at their intersection points. 4 Filtre selon la revendication 1, caractérisé en ce que les réseaux métalliques ont la configuration d'un ensemble de croix conductrices isolées  4 Filter according to claim 1, characterized in that the metal networks have the configuration of a set of insulated conductive crosses entre elles.between them. Filtre selon l'une quelconque des revendications 2 à 4, caractérisé  Filter according to any one of claims 2 to 4, characterized en ce que les réseaux métalliques sont constitués par une métallisation d'au moins une face des couches de matériau diélectrique résultant d'une  in that the metal networks consist of a metallization of at least one face of the layers of dielectric material resulting from a photogravure ou d'un fraisage.photoengraving or milling. 6 Filtre selon l'une quelconque des revendications 2 à 5, caractérisé  6 Filter according to any one of claims 2 to 5, characterized en ce qu'il comprend au moins deux configurations différentes de réseaux métalliques.  in that it comprises at least two different configurations of metal networks. 7 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé  7 filter according to any one of claims 1 to 6, characterized en ce qu'il comprend au moins deux couches de matériau diélectrique  in that it comprises at least two layers of dielectric material d'épaisseurs différentes.of different thicknesses. 8 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé  8 Filter according to any one of claims 1 to 7, characterized en ce que sa structure est plane ( 11).  in that its structure is planar (11). 9 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé  9 Filter according to any one of claims 1 to 7, characterized en ce que sa structure est en forme d'éléments d'hyperboloïde ( 51).  in that its structure is in the form of hyperboloid elements (51). 10 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à-9, caractérisé ence  10 Filter according to any one of claims 1 to-9, characterized in que l'angle d'incidence moyen déterminé du faisceau d'ondes électro-  that the determined average angle of incidence of the electron beam magnétique est choisi dans une gamme comprise entre dix et cinquantes degrés. 11 Filtre selon la revendication 10, caractérisé en ce que l'angle  magnetic is chosen in a range between ten and fifty degrees. 11 Filter according to claim 10, characterized in that the angle d'incidence moyen choisi est de quarante cinq degrés.  average incidence chosen is forty five degrees. 12 Filtre selon l'une quelconque des revendications 1 à 10, caractérisé  12 Filter according to any one of claims 1 to 10, characterized ence que le matériau diélectrique est du polyphénylène.  that the dielectric material is polyphenylene. 13 Antenne fonctionnant simultanément sur deux bandes de fréquences différentes et caractérisé en ce qu'elle comporte un filtre selon  13 Antenna operating simultaneously on two different frequency bands and characterized in that it includes a filter according to l'une quelconque des revendications I à 12.  any one of claims I to 12. 14 Antenne selon la revendication 13, caractérisée en ce qu'elle est du  14 Antenna according to claim 13, characterized in that it is type "Gregory off-set"."Gregory off-set" type. 15 Antenne selon la revendication 13, caractérisé en ce qu'elle est du  15 antenna according to claim 13, characterized in that it is type "Cassegrain"."Cassegrain" type.
FR8123737A 1981-12-18 1981-12-18 Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets Granted FR2518828A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8123737A FR2518828A1 (en) 1981-12-18 1981-12-18 Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR8123737A FR2518828A1 (en) 1981-12-18 1981-12-18 Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2518828A1 true FR2518828A1 (en) 1983-06-24
FR2518828B1 FR2518828B1 (en) 1985-05-24

Family

ID=9265191

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR8123737A Granted FR2518828A1 (en) 1981-12-18 1981-12-18 Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets

Country Status (1)

Country Link
FR (1) FR2518828A1 (en)

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2551921A1 (en) * 1983-09-09 1985-03-15 Thomson Csf METHOD FOR REDUCING THE AMPLITUDE OF REFLECTED HYPERFREQUENCY ENERGY IN THE AXIS OF AN AIR, RADAR AND AERIAL OF COMMUNICATION STATION WITH SATELLITE USING SUCH A METHOD
FR2569906A1 (en) * 1984-08-30 1986-03-07 Messerschmitt Boelkow Blohm MICROWAVE ANTENNA REFLECTOR WITH SELECTIVE POLARIZATION GRID STRUCTURE
EP0251292A1 (en) * 1986-07-02 1988-01-07 Alcatel Transmission Par Faisceaux Hertziens A.T.F.H. Composite structure including the engraving of the metal layer
EP0531734A1 (en) * 1991-08-13 1993-03-17 Central Glass Company, Limited Laminated panel with low reflectance for radio waves
US5373302A (en) * 1992-06-24 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Double-loop frequency selective surfaces for multi frequency division multiplexing in a dual reflector antenna
US5497169A (en) * 1993-07-15 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wide angle, single screen, gridded square-loop frequency selective surface for diplexing two closely separated frequency bands
ES2115532A1 (en) * 1996-04-25 1998-06-16 Const Aeronauticas Sa Reflecting elements incorporated into aerospace structures for telecommunications
US6208316B1 (en) * 1995-10-02 2001-03-27 Matra Marconi Space Uk Limited Frequency selective surface devices for separating multiple frequencies
US6628242B1 (en) * 2000-08-23 2003-09-30 Innovative Technology Licensing, Llc High impedence structures for multifrequency antennas and waveguides
CN114512816A (en) * 2022-03-01 2022-05-17 电子科技大学 High-efficiency reflective terahertz wave beam deflection device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2870444A (en) * 1954-11-18 1959-01-20 Csf Radiating systems
US3148370A (en) * 1962-05-08 1964-09-08 Ite Circuit Breaker Ltd Frequency selective mesh with controllable mesh tuning
US3633206A (en) * 1967-01-30 1972-01-04 Edward Bellamy Mcmillan Lattice aperture antenna
FR2112310A1 (en) * 1970-10-17 1972-06-16 Nippon Telegraph & Telephone
US4017865A (en) * 1975-11-10 1977-04-12 Rca Corporation Frequency selective reflector system

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2870444A (en) * 1954-11-18 1959-01-20 Csf Radiating systems
US3148370A (en) * 1962-05-08 1964-09-08 Ite Circuit Breaker Ltd Frequency selective mesh with controllable mesh tuning
US3633206A (en) * 1967-01-30 1972-01-04 Edward Bellamy Mcmillan Lattice aperture antenna
FR2112310A1 (en) * 1970-10-17 1972-06-16 Nippon Telegraph & Telephone
US4017865A (en) * 1975-11-10 1977-04-12 Rca Corporation Frequency selective reflector system

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
EXBK/74 *
EXBK/76 *
EXBK/77 *

Cited By (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2551921A1 (en) * 1983-09-09 1985-03-15 Thomson Csf METHOD FOR REDUCING THE AMPLITUDE OF REFLECTED HYPERFREQUENCY ENERGY IN THE AXIS OF AN AIR, RADAR AND AERIAL OF COMMUNICATION STATION WITH SATELLITE USING SUCH A METHOD
EP0145510A1 (en) * 1983-09-09 1985-06-19 Thomson-Csf Antenna
FR2569906A1 (en) * 1984-08-30 1986-03-07 Messerschmitt Boelkow Blohm MICROWAVE ANTENNA REFLECTOR WITH SELECTIVE POLARIZATION GRID STRUCTURE
EP0251292A1 (en) * 1986-07-02 1988-01-07 Alcatel Transmission Par Faisceaux Hertziens A.T.F.H. Composite structure including the engraving of the metal layer
FR2600941A1 (en) * 1986-07-02 1988-01-08 Alcatel Thomson Faisceaux COMPOSITE SUPPORT WITH METAL ENGRAVING
US5364685A (en) * 1991-08-13 1994-11-15 Central Glass Company, Limited Laminated panel with low reflectance for radio waves
EP0531734A1 (en) * 1991-08-13 1993-03-17 Central Glass Company, Limited Laminated panel with low reflectance for radio waves
US5373302A (en) * 1992-06-24 1994-12-13 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Double-loop frequency selective surfaces for multi frequency division multiplexing in a dual reflector antenna
US5497169A (en) * 1993-07-15 1996-03-05 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Wide angle, single screen, gridded square-loop frequency selective surface for diplexing two closely separated frequency bands
US6208316B1 (en) * 1995-10-02 2001-03-27 Matra Marconi Space Uk Limited Frequency selective surface devices for separating multiple frequencies
ES2115532A1 (en) * 1996-04-25 1998-06-16 Const Aeronauticas Sa Reflecting elements incorporated into aerospace structures for telecommunications
US6628242B1 (en) * 2000-08-23 2003-09-30 Innovative Technology Licensing, Llc High impedence structures for multifrequency antennas and waveguides
US6919862B2 (en) 2000-08-23 2005-07-19 Rockwell Scientific Licensing, Llc High impedance structures for multifrequency antennas and waveguides
CN114512816A (en) * 2022-03-01 2022-05-17 电子科技大学 High-efficiency reflective terahertz wave beam deflection device
CN114512816B (en) * 2022-03-01 2023-04-18 电子科技大学 High-efficiency reflective terahertz wave beam deflection device

Also Published As

Publication number Publication date
FR2518828B1 (en) 1985-05-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3547450B1 (en) Radiating element with circular polarisation implementing a resonance in a fabry-perot cavity
EP0899814B1 (en) Radiating structure
EP0205212B1 (en) Modular microwave antenna units and antenna composed of such units
FR2986377A1 (en) TWO-DIMENSION MULTI-BEAM TRAINER, ANTENNA COMPRISING SUCH A MULTI-BEAM TRAINER, AND A SATELLITE TELECOMMUNICATION SYSTEM COMPRISING SUCH ANTENNA
EP3086409B1 (en) Structural antenna module including elementary radiating sources with individual orientation, radiating panel, radiating network and multibeam antenna comprising at least one such module
EP1568104A1 (en) Multiple-beam antenna with photonic bandgap material
EP3176875B1 (en) Active antenna architecture with reconfigurable hybrid beam formation
WO2014202498A1 (en) Source for parabolic antenna
FR2518828A1 (en) Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets
EP1430566B1 (en) Broadband or multiband antenna
EP0711001B1 (en) Frequency selective surface devices
EP1191630A1 (en) High frequency diverging dome shaped lens and antenna incorporating such lens
FR2488058A1 (en) RADIANT SOURCE COMPACT BI-BAND OPERATING IN THE FIELD OF HYPERFREQUENCIES
EP0015804A2 (en) Polarizing device and microwave antenna comprising same
EP3902059A1 (en) Directional broadband antenna with longitudinal transmission
EP0088681B1 (en) Dual-reflector antenna with incorporated polarizer
EP0108693B1 (en) High-power rotating joint for a double-waveband antenna
WO2015189134A1 (en) Flat antenna for satellite communication
WO2011101471A1 (en) Antenna having reflectors
FR2615038A1 (en) Duplexer with waveguide in particular for antennas for transmission and/or reception of electromagnetic waves
FR2815479A1 (en) Active ultrahigh frequency reflector with two independent polarizations, notably in an electronic scanning antenna
FR2854734A1 (en) Earth communications geostationary satellite multiple beam antenna having focal point radiation pattern and photonic band gap material outer surface with periodicity default providing narrow pass band
FR2854735A1 (en) Earth communications geostationary satellite multiple beam antenna having focal point radiation pattern and photonic band gap material outer surface with periodicity default providing narrow pass band
CH436403A (en) Ultra-shortwave antenna element
WO1995014332A1 (en) Surface wave filter having a folded acoustic path

Legal Events

Date Code Title Description
CL Concession to grant licences
ST Notification of lapse