FR2646967A1 - FLAT ANTENNA - Google Patents
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Abstract
Cette antenne plane 10 comprend une plaque conductrice 11 de mise à la terre, une plaque 12 d'alimentation en énergie comportant un dessin 14 de bandes conductrices comprenant chacune des extrémités ou bornes 14a d'alimentation en énergie, et une plaque rayonnante 13 comportant des ouvertures 15 formant des éléments rayonnants, ces plaques étant disposées successivement avec une couche isolante 16 interposée entre elles pour les séparer d'un intervalle prédéterminé de manière qu'elles soient indépendantes les unes des autres. Les ouvertures précitées ont un contour irrégulier qui permet de recevoir, avec un gain élevé, les ondes polarisées circulairement dans une large plage de fréquences.This planar antenna 10 comprises a conductive plate 11 for earthing, a power supply plate 12 comprising a pattern 14 of conductive strips each comprising energy supply ends or terminals 14a, and a radiating plate 13 comprising openings 15 forming radiating elements, these plates being arranged successively with an insulating layer 16 interposed between them to separate them by a predetermined interval so that they are independent of each other. The aforementioned openings have an irregular contour which makes it possible to receive, with a high gain, the circularly polarized waves in a wide range of frequencies.
Description
ANTENNE PLANEFLAT ANTENNA
La présente invention concerne les antennes planes et elle a trait, plus particulièrement, à une antenne plane capable de recevoir des ondes polarisees circulairement avec un gaine élevé sur une large bande de fréquences. Les antennes planes du type mentionné sont utilisées efficacement pour recevoir les ondes polarisées circulairement transmises dans la bande SHF, en particulier au-dessus de la bande de 12 GHz, à partir d'un satellite géostationnaire de radio-diffusion lancé dans l'espace cosmique de manière à-se trouver à 36.000 The present invention relates to planar antennas and relates more particularly to a planar antenna capable of receiving circularly polarized waves with a high sheath over a wide frequency band. Planar antennas of the type mentioned are used effectively to receive the polarized waves circularly transmitted in the SHF band, in particular above the 12 GHz band, from a geostationary radio-broadcasting satellite launched in cosmic space. so as to be at 36,000
km de la terre.km from the earth.
Les antennes paraboliques montées sur le toit ou à des endroits analogues des immeubles sont utilisées d'une façon générale largement comme antennes destinées à recevoir les ondes polarisées circulairement, provenant d'un satellite géostationnalre, mals les antennes paraboliques ont pour défaut qu'elles sont susceptibles d'être facilement abattues par les vents violents en raison de leur structure tridimensionnelle volumineuse, de sorte que des moyens supplémentaires pour les supporter de façon stable peuvent être utilisés et que ces moyens de support entraînent des coûts de montage élevés tout en demandant un travail d'installation pénible. Pour tenter de résoudre ces problèmes posés par les antennes paraboliques connues, on a suggéré dans la Demande de Brevet Japonals publiée N 99803/1978 une antenne plane qui a une configuration complètement aplatie et selon laquelle la structure peut être considérablement simplifiée et permet de monter directement l'antenne sur un mur extérieur ou à un endroit analogue des immeubles, ce qui fait qu'elle est Parabolic antennas mounted on the roof or similar places of buildings are generally used widely as antennas intended to receive circularly polarized waves, coming from a geostationary satellite, but the parabolic antennas have the defect that they are likely to be easily knocked down by strong winds due to their voluminous three-dimensional structure, so that additional means for supporting them stably can be used and these support means entail high mounting costs while requiring work tedious installation. To try to solve these problems posed by known parabolic antennas, it was suggested in the published Japanese Patent Application N 99803/1978 a planar antenna which has a completely flattened configuration and according to which the structure can be considerably simplified and allows direct mounting the antenna on an exterior wall or similar place in buildings, which makes it
peu coûteuse.inexpensive.
En outre, on demande à l'antenne plane d'avoir un gain élevé et, à cette fin, diverses tentatives ont été faites pour réduire la perte par insertion. On a décrit, par exemple, dans la Demande de Brevet Français N' 8702421 antérieure à la présente invention une antenne plane dans laquelle le circuit d'alimentation en énergie et le circuit rayonnant ne sont pas reliés directement l'un à l'autre mais sont couplés électromagnétlquement pour fournir, à partir du circuit d'alimentation en énergie, une énergie au circuit rayonnant, ces deux circuits ainsi qu'un conducteur de mise à la terre étant supportés par des plaques isolantes respectives qui sont séparées l'une de l'autre à l'aide d'un moyen de maintien d'espacement. Grâce à cet agencement, le circuit d'alimentation en énergie peut également être disposé dans cet espacement ainsi maintenu et il est possible de In addition, the planar antenna is asked to have a high gain and, to this end, various attempts have been made to reduce the insertion loss. We have described, for example, in French Patent Application No. 8702421 prior to the present invention a planar antenna in which the power supply circuit and the radiating circuit are not directly connected to each other but are electromagnetically coupled to supply energy from the power supply circuit to the radiating circuit, these two circuits and a grounding conductor being supported by respective insulating plates which are separated from one other using a spacing maintaining means. Thanks to this arrangement, the energy supply circuit can also be arranged in this spacing thus maintained and it is possible to
réduire efficacement la perte par insertion. effectively reduce insertion loss.
En outre, on a suggéré, antérieurement à la présente invention, dans la Demande de Brevet Français N' 8712274 une autre antenne plane dans laquelle un circuit rayonnant est pourvu d'un grand nombre de fentes dans lesquelles des éléments ou plots de couplage respectifs In addition, it was suggested, prior to the present invention, in French Patent Application No. 8712274 another planar antenna in which a radiating circuit is provided with a large number of slots in which respective coupling elements or pads
sont disposés et ce circuit rayonnant est couplé électro- are arranged and this radiating circuit is electronically coupled
magnétlquement, à l'endroit de ces éléments de couplage se trouvant dans les fentes, à des bornes d'alimentation opposées d'un circuit d'alimentation en énergie, de manière à diminuer davantage la perte par insertion tout magnetically, at the location of these coupling elements located in the slots, at opposite supply terminals of a power supply circuit, so as to further reduce the insertion loss while
en améliorant la facilité d'assemblage. improving the ease of assembly.
Selon ces Demandes de Brevets Français N' 8702421 et 8712274, il est possible de réduire la perte par insertion des antennes planes et d'améliorer leur facilité d'assemblage par rapport aux antennes planes connues. Toutefois, dans ces deux cas, le circuit rayonnant comprend des fentes d'une forme carrée, circulaire ou d'une autre forme et les éléments ou plots de couplage, disposés respectivement dans chacune des fentes, se présentent sous la forme d'îlots flottants, de sorte qẻ pour ces derniers il faut avoir recours à une opération d'attaque corrosive extrêmement précise en même temps qu'à un dessin gravé de la plaque rayonnante beaucoup plus compliqué, ce qui soulève des problèmes par le fait que les fluctuations de fabrication deviennent importantes au point de diminuer les cadences de production et d'élever d'une façon générale les coûts de fabrication. Par conséquent, la présente invention a pour objet principal de fournir, à des coûts très bas, une antenne plane dans laquelle: la structure de la plaque de rayonnement, en particulier, est simplifiée de sorte qu'une fabrication de haute précision n'est pas nécessaire, le dessin de la surface rayonnante est également simplifié de façon remarquable, la facilité de fabrication se trouve ainsi considérablement améllorée, et un gain élevé est cbtenu sur une large bande de fréquences. Selon la présente invention, on atteint cet objectif à l'aide d'une antenne plane dans laquelle une plaque conductrice de mise à la masse, une plaque d'alimentation en énergie et une plaque rayonnante sont disposées successivement avec une couche isolante interposée entre les plaques adjacentes, de manière à les séparer par un intervalle prédéterminé de manière qu'elles soient indépendantes les unes des autres, la plaque d'alimentation en énergie comprenant un dessin de bandes conductrices d'alimentation en énergie comprenant chacune des extrémités ou bornes d'alimentation en énergie, et la plaque rayonnante comprenant des éléments According to these French Patent Applications Nos. 8702421 and 8712274, it is possible to reduce the insertion loss of the planar antennas and improve their ease of assembly compared to the known planar antennas. However, in these two cases, the radiating circuit comprises slots of a square, circular or other shape and the elements or coupling pads, disposed respectively in each of the slots, are in the form of floating islands , so qẻ for the latter it is necessary to have recourse to an operation of corrosive attack extremely precise at the same time as an engraved drawing of the radiating plate much more complicated, which raises problems by the fact that the manufacturing fluctuations become important to the point of reducing production rates and generally raising manufacturing costs. Consequently, the main object of the present invention is to provide, at very low costs, a planar antenna in which: the structure of the radiation plate, in particular, is simplified so that high-precision manufacturing is not not necessary, the design of the radiating surface is also remarkably simplified, the ease of manufacture is thus considerably improved, and a high gain is obtained over a wide frequency band. According to the present invention, this objective is achieved by means of a planar antenna in which a conductive grounding plate, an energy supply plate and a radiating plate are successively arranged with an insulating layer interposed between the adjacent plates, so as to separate them by a predetermined interval so that they are independent of each other, the energy supply plate comprising a design of conductive energy supply strips each comprising ends or terminals of power supply, and the radiant plate comprising elements
rayonnants couplés respectivement de façon électro- radiant electro-coupled respectively
magnétique à chacune des bornes d'alimentation en énergie pour recevoir des ondes polarisées circulairement renvoyées par un satellite de radiodiffusion dans la bande SHF, les éléments rayonnants de la plaque rayonnante étant des ouvertures d'un contour qui varie, en vue de l'obtention d'un gain plus élevé des ondes polarisées circulairement, de manière à être irrégulier au niveau des parties de bord correspondant à des positions inclinées sensiblement de 45 par rapport à une magnetic at each of the power supply terminals to receive circularly polarized waves returned by a broadcasting satellite in the SHF band, the radiating elements of the radiating plate being openings of a contour which varies, with a view to obtaining a higher gain of the circularly polarized waves, so as to be irregular at the edge portions corresponding to inclined positions substantially 45 with respect to a
abscisse passant par le centre de l'ouverture. abscissa passing through the center of the opening.
Selon l'antenne plane de l'agencement précité de la présente invention, la plaque rayonnante est pourvue, en tant qu'éléments rayonnants, uniquement d'ouvertures ayant un contour exceptionnel tel que celui spécifié, sans utilisation d'agencement tel que ies éléments de couplage à l'intérieur des fentes respectives, comme c'était le cas dans la plaque rayonnante connue, ce qui fait que l'on peut simplifier la structure tout en réduisant la valeur Q et que l'on peut obtenir un gain According to the planar antenna of the above-mentioned arrangement of the present invention, the radiating plate is provided, as radiating elements, only with openings having an exceptional contour such as that specified, without using an arrangement such as the elements coupling inside the respective slots, as was the case in the known radiating plate, so that one can simplify the structure while reducing the Q value and that one can obtain a gain
élevé dans une large bande.high in a wide band.
D'autres objets et avantages de la présente Other objects and advantages of this
invention apparaîtront dans la description donnée ci- invention will appear in the description given below
après en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective de l'antenne plane désassemblée dans un mode de réalisation de la présente invention, certaines parties de ces éléments constitutifs ayant été omises pour faciliter la compréhension; la figure 2 est une vue en perspective partielle agrandie de l'antenne plane de la figure 1; la figure 3 est une coupe partielle agrandie de l'antenne plane de la fi'gure 1; la figure 4 est une vue en plan partielle agrandie d'une ouverture de la plaque rayonnante de l'antenne plane représentée sur la figure 1; la figure 5 est une vue explicative de l'ouverture de l'antenne plane de la figure 1; la figure 6 est une vue explicative de la relation entre l'ouverture de la plaque rayonnante et la borne d'alimentation en énergie de la plaque d'alimentation en énergie de l'antenne plane de la figure i; la figure 7 est un graphique montrant la relation entre la fréquence et la perte par insertion de l'antenne plane de la figure 1; la figure 8 est un diagramme montrant la relation entre la fréquence et le gain dans l'antenne plane de la figure 1; la figure 9 est un graphique montrant la relation entre la fréquence et les caractéristiques de polarisation croisée dans l'antenne plane de la figure 1; la figure 10 est une vue en plan partielle agrandie de l'ouverture suivant un autre aspect devant être utilisé dans l'antenne plane de la figure 1; la figure 11 est une vue en perspective de l'antenne plane désassemblée dans un autre mode de réalisation selon la présente invention, certaines parties de ses éléments constitutifs ayant été omis pour faciliter la compréhension; la figure 12 est une vue en perspective partielle agrandie de l'antenne plane de la figure Il; la figure 13 est une vue en coupe partielle de l'antenne plane de la figure 11; la figure 14 est une vue explicative de la relation entre les bornes d'alimentation en énergie de la plaque d'alimentation en énergie et les ouvertures de la plaque rayonnante dans l'antenne plane de la figure 11; la figure 15 est une vue en plan partielle agrandie des ouvertures de la plaque rayonnante suivant un autre aspect pouvant être utilisé dans l'antenne plane de la figure 11; et - les figures 16 et 17 sont des vues en plan partielles agrandies de l'antenne plane dans différents after with reference to the appended drawings in which: FIG. 1 is a perspective view of the disassembled planar antenna in an embodiment of the present invention, certain parts of these constituent elements having been omitted to facilitate understanding; Figure 2 is an enlarged partial perspective view of the planar antenna of Figure 1; Figure 3 is an enlarged partial section of the flat antenna of fi'gure 1; Figure 4 is an enlarged partial plan view of an opening of the radiating plate of the planar antenna shown in Figure 1; Figure 5 is an explanatory view of the opening of the planar antenna of Figure 1; Figure 6 is an explanatory view of the relationship between the opening of the radiating plate and the power supply terminal of the power supply plate of the planar antenna of Figure i; Figure 7 is a graph showing the relationship between frequency and insertion loss of the planar antenna of Figure 1; Figure 8 is a diagram showing the relationship between frequency and gain in the planar antenna of Figure 1; Figure 9 is a graph showing the relationship between frequency and cross-polarization characteristics in the planar antenna of Figure 1; Figure 10 is an enlarged partial plan view of the opening in another aspect to be used in the planar antenna of Figure 1; FIG. 11 is a perspective view of the planar antenna disassembled in another embodiment according to the present invention, certain parts of its constituent elements having been omitted to facilitate understanding; Figure 12 is an enlarged partial perspective view of the planar antenna of Figure II; Figure 13 is a partial sectional view of the planar antenna of Figure 11; Figure 14 is an explanatory view of the relationship between the power supply terminals of the power supply plate and the openings of the radiating plate in the planar antenna of Figure 11; Figure 15 is an enlarged partial plan view of the openings of the radiating plate in another aspect which can be used in the planar antenna of Figure 11; and - Figures 16 and 17 are enlarged partial plan views of the planar antenna in different
autres modes de réalisation selon la présente invention. other embodiments according to the present invention.
En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3 montrant une antenne plane 10 dans un mode de réalisation selon la présente invention, on volt que cette antenne plane 10 comprend une plaque conductrice 11 de mise à la terre, une plaque 12 d'alimentation en énergie et une plaque rayonnante 13, ces plaques étant empilées les unes au-dessus des autres avec, entre elles, une couche isolante de manière qu'elles soient indépendantes les unes des autres grâce à un intervalle prédéterminé. La plaque conductrice 11 de mise à la terre est formée par un matériau conducteur de l'électricité, tel que l'aluminium, le cuivre, l'argent, l'astatine, le fer, l'or ou autres métaux analogues. La plaque 12 d'alimentation en énergie comprend un dessin 14 de bandes conductrices d'alimentation en énergie, formée par un matériau conducteur tel que le cuivre, l'aluminium, l'argent, l'astatine, le fer, l'or, ou autres métaux analogues, ce dessin étant, de préférence, obtenu par un procédé d'attaque corrosive sur une feuille de résine synthétique préparée avec une seule résine ou un mélange de deux ou plus de deux résines telle que, par exemple, le polyéthylène, le polypropylène, le polyester, une résine acrylique, le polycarbonate, la résine ABS et la résine PVC. On réalise la plaque rayonnante 13 en formant par poinçonnage une pluralité d'ouvertures 15 constituant les éléments rayonnants, de préférence dans une feuille d'aluminium. Entre la plaque conductrice 11 de mise à la terre et la plaque 12 d'alimentation en énergie et entre la plaque 12 d'alimentation en énergie et la plaque rayonnante 13, des moyens de retenue, tels que des entretoises 16 et 17, formés, par exemple, par une résine synthétique, de préférence une résine expansée configurée en réseau, sont interposés de manière à définir entre eux des espaces 18 et 19. Un gaz, en particulier de l'air, peut circuler dans ces espaces 18 et 19 en jouant le rôle Referring first to Figures 1 to 3 showing a planar antenna 10 in an embodiment according to the present invention, it is seen that this planar antenna 10 comprises a conductive grounding plate 11, a plate 12 of power supply and a radiating plate 13, these plates being stacked one above the other with, between them, an insulating layer so that they are independent of each other thanks to a predetermined interval. The conductive earthing plate 11 is formed by an electrically conductive material, such as aluminum, copper, silver, astatin, iron, gold or other similar metals. The energy supply plate 12 comprises a design 14 of conductive energy supply strips, formed by a conductive material such as copper, aluminum, silver, astatin, iron, gold, or other similar metals, this design preferably being obtained by a corrosive etching process on a sheet of synthetic resin prepared with a single resin or a mixture of two or more of two resins such as, for example, polyethylene, polypropylene, polyester, acrylic resin, polycarbonate, ABS resin and PVC resin. The radiating plate 13 is produced by punching a plurality of openings 15 constituting the radiating elements, preferably in aluminum foil. Between the conductive grounding plate 11 and the energy supply plate 12 and between the energy supply plate 12 and the radiating plate 13, retaining means, such as spacers 16 and 17, formed, for example, by a synthetic resin, preferably an expanded resin configured in a network, are interposed so as to define between them spaces 18 and 19. A gas, in particular air, can circulate in these spaces 18 and 19 in playing the role
d'un diélectrique à faible perte.a low loss dielectric.
Plus spécifiquement, le dessin 14 de bandes conductrices de la plaque 12 d'alimentation en énergie est réalisé de manière à comporter de nombreuses bornes 14a d'alimentation en énergie pour la réception des ondes More specifically, the drawing 14 of conductive strips of the power supply plate 12 is produced so as to include numerous terminals 14a of power supply for receiving waves
polarisées circulairement en provenance du satellite. circularly polarized from the satellite.
D'autre part, les ouvertures 15 formées en grand nombre dans la plaque rayonnante 13 sont réalisées de manière à se trouver respectivement en face de chacune des bornes 14a d'alimentation en énergie de la plaque 12 On the other hand, the openings 15 formed in large numbers in the radiating plate 13 are made so as to be respectively opposite each of the terminals 14a for supplying energy to the plate 12
d'alimentation en énergie qui doit être couplée électro- power supply which must be coupled electro-
magnétiquement à ces ouvertures. Dans ce cas, comme on peut le voir clairement sur les figures 4 et 5, les ouvertures 15 sont réalisées respectivement de manière à présenter un contour composite comprenant une forme carrée 15a d'une dimension de côté "a" (par exemple a = 12,5 mm) et une forme rectangulaire 15b d'une dimension de longueur d'environ 42a et d'une dimension de largeur d'environ a/42, ces deux formes 15a et 15b étant combinées de manière telle que leurs centres coïncident l'un avec l'autre, et la forme rectangulaire 15b est superposée à la forme carrée 15a de manière que son axe longitudinal 15d fasse un angle de 45 avec l'abscisse c de la forme carrée 15a, passant par le centre 0 de cette dernière. Par conséquent, dans chaque ouverture i5 le contour est rendu irrégulier aux parties de bord qui correspondent à des positions inclinées sensiblement de par rapport à l'abscisse 15c, comme si ce contour se dilatait dans la direction de l'inclinaison de 45'. En d'autres termes, la forme carrée 15a est réalisée de manière à comporter des parties agrandies 15e et 15f dans des positions diagonalement symétriques dans la direction de l'inclinaison de 45 . Pour obtenir un gain satisfaisant, il est préférable que l'on forme la plaque rayonnante 13 de manière que les ouvertures 15 réalisées par poinçonnage soient disposées en 16 lignes et 16 colonnes séparées respectivement par des intervalles de 2 mm. Pour obtenir un couplage électromagnétique efficace entre les bornes 14a d'alimentation en énergie de la plaque 12 d'alimentation en énergie et les ouvertures 15 de la plaque rayonnante 13 il suffit, dans une réalisation concrète, que les bornes 14a d'alimentation en énergie se prolongent de manière à passer légèrement au- delà du centre O de l'ouverture 15, vue en plan, comme représenté sur la figure 6. Compte tenu que l'antenne est installée à l'extérieur des immeubles, un radome perméable aux ondes, formé principalement d'une matière plastique expansee, peut être prévu pour recouvrir, si I1 cela s'avère nécessaire, la face avant de l'antenne de la magnetically at these openings. In this case, as can be clearly seen in Figures 4 and 5, the openings 15 are made respectively so as to present a composite contour comprising a square shape 15a with a side dimension "a" (for example a = 12 , 5 mm) and a rectangular shape 15b with a length dimension of about 42a and a width dimension of about a / 42, these two shapes 15a and 15b being combined in such a way that their centers coincide. one with the other, and the rectangular shape 15b is superimposed on the square shape 15a so that its longitudinal axis 15d makes an angle of 45 with the abscissa c of the square shape 15a, passing through the center 0 of the latter. Consequently, in each opening i5 the contour is made irregular to the edge portions which correspond to positions inclined substantially from with respect to the abscissa 15c, as if this contour expanded in the direction of the inclination of 45 '. In other words, the square shape 15a is produced so as to include enlarged parts 15e and 15f in positions diagonally symmetrical in the direction of the inclination of 45. To obtain a satisfactory gain, it is preferable that the radiating plate 13 is formed so that the openings 15 produced by punching are arranged in 16 rows and 16 columns separated by intervals of 2 mm respectively. To obtain an effective electromagnetic coupling between the power supply terminals 14a of the power supply plate 12 and the openings 15 of the radiating plate 13 it suffices, in a concrete embodiment, that the power supply terminals 14a extend so as to pass slightly beyond the center O of the opening 15, plan view, as shown in Figure 6. Given that the antenna is installed outside buildings, a radome permeable to waves , formed mainly of expanded plastic, can be provided to cover, if I1 it proves necessary, the front face of the antenna of the
plaque rayonnante afin de la protéger. radiant plate to protect it.
On a constaté qu'avec l'antenne plane selon la présente invention telle que décrite, l'atténuation se trouve réduite, comme on peut le voir sur la figure 7, et qu'il est possible d'obtenir un gain élevé, comme représenté sur la figure 8, ainsi que des caractéristiques de polarisation croisée excellentes, comme représenté sur la figure 9, particulièrement dans une bande d'environ 700 MHz allant d'environ 11,5 GHz à environ 12,2 GHz. On a constaté, en outre, qu'avec l'agencement dans lequel on forme, par poinçonnage de la plaque d'aluminium, les ouvertures 15, en tant qu'éléments rayonnants de la plaque rayonnante du mode de réalisation précédent, on peut améliorer de façon remarquable l'antenne plane en ce qui concerne sa facilité de fabrication et sa simplicité structurale par rapport à des antennes planes telles que celles qui ont été décrites, par exemple, dans le brevet US précité N' 4. 816.835 et que cette antenne plane peut présenter une It has been found that with the planar antenna according to the present invention as described, the attenuation is reduced, as can be seen in FIG. 7, and that it is possible to obtain a high gain, as shown in Figure 8, as well as excellent cross-polarization characteristics, as shown in Figure 9, particularly in a band of about 700 MHz from about 11.5 GHz to about 12.2 GHz. It has been found, moreover, that with the arrangement in which the apertures 15 are formed, by punching the aluminum plate, as radiating elements of the radiating plate of the preceding embodiment, it is possible to improve remarkably the planar antenna with regard to its ease of manufacture and its structural simplicity compared to planar antennas such as those which have been described, for example, in the aforementioned US patent No. 4,816,835 and that this antenna plane may have a
résistance mécanique élevée grace à la plaque d'aluminium. high mechanical resistance thanks to the aluminum plate.
Il est en outre possible de réaliser les ouvertures de la plaque rayonnante 13 de manière qu'elles aient un contour tel que celui représenté sur la figure 10 qui est une combinaison d'une forme circulaire 15g et d'une forme rectangulaire 15h se recouvrant de manière que leurs centres coincident et que l'axe longitudinal de la forme rectangulaire soit incliné de 45' par rapport à l'abscisse passant par le centre de la forme circulaire g (c'est-à-dire le diamètre horizontal). Dans le présent cas, on a réalisé une antenne plane avec les ouvertures disposées en 16 lignes et 16 colonnes et de dimensions telles respectivement que la forme rectangulaire 15g avait un diamètre de 8 mm et la forme rectangulaire 15h avait une longueur de 10 mm et une largeur de 5 mm, tandis que toutes les autres dispositions étaient semblables à celles du mode de réalisation des figures 1-3 et on a constaté que cette antenne plane présentait les mêmes caractéristiques que l'antenne plane des figures 1-3. Ce qui est impératif ici en ce qui concerne les ouvertures en tant qu'éléments rayonnants est que leur contour varie, c'est-à-dire soit rendu irrégulier, aux parties de leur bord qui correspondent à des positions inclinées sensiblement de par rapport à l'abscisse passant par le centre pour que l'on obtienne un gain extrêmement élevé en ce qui concerne les ondes polarisées circulairement, en particulier que le contour soit agrandi dans des directions radiales par rapport au centre de l'ouverture, la présence d'ouvertures ayant un tel contour dans la plaque rayonnante permettant d'obtenir des caractéristiques satisfaisantes de l'élément rayonnant indépendamment de ce que le contour de l'ouverture soit une combinaison de formes carrée, rectangulaire, It is also possible to make the openings of the radiating plate 13 so that they have an outline such as that shown in FIG. 10 which is a combination of a circular shape 15g and a rectangular shape 15h overlapping with so that their centers coincide and that the longitudinal axis of the rectangular shape is inclined by 45 'with respect to the abscissa passing through the center of the circular shape g (that is to say the horizontal diameter). In the present case, a planar antenna was produced with the openings arranged in 16 rows and 16 columns and of dimensions such that the rectangular shape 15g had a diameter of 8 mm and the rectangular shape 15h had a length of 10 mm and a width of 5 mm, while all the other arrangements were similar to those of the embodiment of Figures 1-3 and it was found that this planar antenna had the same characteristics as the planar antenna of Figures 1-3. What is imperative here with regard to the openings as radiating elements is that their contour varies, that is to say be made irregular, to the parts of their edge which correspond to positions inclined substantially from with respect to the abscissa passing through the center so that an extremely high gain is obtained with regard to circularly polarized waves, in particular that the contour is enlarged in radial directions relative to the center of the opening, the presence of openings having such a contour in the radiating plate making it possible to obtain satisfactory characteristics of the radiating element regardless of whether the contour of the opening is a combination of square, rectangular shapes,
circulaire ou de toutes autres formes. circular or any other shape.
De plus, le mode de réalisation des figures 1 à 3 In addition, the embodiment of Figures 1 to 3
peut être soumis à diverses modifications de conception. may be subject to various design changes.
Alors que dans le mode de réalisation décrit ci-dessus, la plaque d'aluminium n'est utilisée que pour la plaque rayonnante, il est également possible d'utiliser cette plaque d'aluminium pour la plaque 12 d'alimentation en énergie que l'on soumet à un poinçonnage pour former les bornes d'alimentation en énergie, à un renforcement supplémentaire de l'antenne plane pouvant ainsi être réalisée. En outre, alors que dans le mode de réalisation précédent, la plaque d'aluminium est utilisée pour la plaque rayonnante, il est également possible d'utiliser la même feuille de résine synthétique que celle utilisée dans la plaque 12 d'alimentation en énergie, pourvu qu'une feuille conductrice dans laquelle ont été formées les ouvertures par un procédé d'attaque corrosive, ou par tout autre procédé analogue, soit présente sur la feuille de résine, de sorte que l'on peut obtenir une antenne plane excellente similaire au mode de réalisation des figures 1-3 en ce qui concerne les caractéristiques, bien que cette antenne soit quelque peu plus difficile à fabriquer. En se référant maintenant aux figures 11-14, on volt que l'on y a représenté une antenne plane 50 d'un autre mode de réalisation. selon la présente invention, dans lequel les éléments équivalents à ceux du mode de réalisation des figures 1-3 sont désignés par les mêmes références numériques que celles utilisées sur ces figures 1-3 mais auxquelles on a ajouté 40. Dans le présent mode de réalisation, le dessin 54 des bandes conductrices d'amenée d'énergie de la plaque 52 d'alimentation en énergie est formé de manière à comprendre une pluralité de paires de bornes 54a et 54b d'alimentation en énergie qui sont disposées de façon à effectuer mutuellement une alimentation en énergie avec une déphasage de 90 . Ceci étant, dans chaque paire, une borne 54a d'alimentation en énergie s'étend suivant une configuration en U depuis une extrémité de chaque branche 54c en forme de T et l'autre borne 54b d'alimentation en énergie s'étend suivant une configuration en L depuis l'autre extrémité opposée de la branche 54c en forme de T. La plaque rayonnante 53 est formée par une plaque d'aluminium que l'on soumet à un poinçonnage de manière à former des ouvertures ayant sensiblement le même contour que celui des ouvertures 15 représentées sur les figures 4 et 5 mais, dans le présent cas, les ouvertures sont formées également par paires 55a et 55b de manière à correspondre aux bornes appariées 54a et 54b d'alimentation en énergie de la plaque 52 d'alimentation en énergie. Dans chaque paire, les ouvertures 55a et 55b sont réalisées d'une façon générale suivant une disposition symétrique l'une par rapport à l'autre, de telle sorte que leurs axes longitudinaux 55d, inclinés de la même manière que celle décrite à propos des figures 4 et 5, se coupent l'un l'autre sous un angle e et que les abscisses des deux ouvertures 55a et 55 b des paires respectives soient décalées mutuellement de manière telle que l'abscisse de l'ouverture 55b soit disposée légèrement au-dessus de celle de l'autre ouverture 55a sur la figure 14, c'est-à-dire dans la direction perpendiculaire à l'abscisse. Grâce à cette disposition, les ouvertures 55b des paires respectives des éléments rayonnants présentent une rotation de 90', dans la direction de rotation du plan de polarisation des ondes polarisées circulairement, par rapport aux ouvertures 55a des paires d'éléments rayonnants, et les paires respectives des bornes 54a et 55b d'alimentation en While in the embodiment described above, the aluminum plate is only used for the radiating plate, it is also possible to use this aluminum plate for the power supply plate 12 that the 'is subjected to punching to form the power supply terminals, to an additional reinforcement of the planar antenna which can thus be produced. In addition, while in the previous embodiment, the aluminum plate is used for the radiating plate, it is also possible to use the same synthetic resin sheet as that used in the power supply plate 12, provided that a conductive sheet in which the openings have been formed by a corrosive etching process, or by any other similar process, is present on the resin sheet, so that an excellent planar antenna similar to the one can be obtained embodiment of Figures 1-3 with regard to the characteristics, although this antenna is somewhat more difficult to manufacture. Referring now to Figures 11-14, it is seen that there is shown a planar antenna 50 of another embodiment. according to the present invention, in which the elements equivalent to those of the embodiment of Figures 1-3 are designated by the same reference numerals as those used in these Figures 1-3 but to which 40 has been added. In the present embodiment , the drawing 54 of the energy supply conductive strips of the power supply plate 52 is formed so as to include a plurality of pairs of power supply terminals 54a and 54b which are arranged so as to effect each other an energy supply with a phase shift of 90. However, in each pair, a power supply terminal 54a extends in a U-shaped configuration from one end of each T-shaped branch 54c and the other power supply terminal 54b extends in a L-shaped configuration from the other opposite end of the T-shaped branch 54c. The radiating plate 53 is formed by an aluminum plate which is subjected to punching so as to form openings having substantially the same contour as that of the openings 15 shown in FIGS. 4 and 5 but, in the present case, the openings are also formed in pairs 55a and 55b so as to correspond to the matched terminals 54a and 54b for supplying energy to the supply plate 52 in energy. In each pair, the openings 55a and 55b are generally made in a symmetrical arrangement with respect to each other, so that their longitudinal axes 55d, inclined in the same manner as that described with regard to the Figures 4 and 5, intersect each other at an angle e and that the abscissae of the two openings 55a and 55b of the respective pairs are mutually offset so that the abscissa of the opening 55b is arranged slightly at above that of the other opening 55a in FIG. 14, that is to say in the direction perpendicular to the abscissa. Thanks to this arrangement, the openings 55b of the respective pairs of radiating elements have a rotation of 90 ′, in the direction of rotation of the plane of polarization of the circularly polarized waves, relative to the openings 55a of the pairs of radiating elements, and the pairs respective terminals 54a and 55b for supplying
énergie s'étendent jusqu'à une position légèrement au- energy extend to a slightly higher position
delà du point central des ouvertures respectives 55a et b desdites paires, telles qu'on les voit, dans la vue en plan de la figure 14, de manière à être couplées beyond the central point of the respective openings 55a and b of said pairs, as seen in the plan view of FIG. 14, so as to be coupled
mutuellement de façon électromagnétique. mutually electromagnetically.
Dans le présent mode de réalisation tel que décrit ci-dessus, les autres dispositions et fonctions sont In the present embodiment as described above, the other arrangements and functions are
identiques à celles du mode de réalisation des figures 1- identical to those of the embodiment of Figures 1-
3 sauf en ce qui concerne le déphasage de 90' entre les bornes 54a et 54b d'alimentation en énergie des paires respectives et la rotation de 90', dans la direction de rotation du plan de polarisation circulaire, entre les ouvertures 55a et 55b des paires respectives pour la réception sans interférence des ondes polarisées circulairement. En ce qui concerne les ouvertures devant être formées par paire dans la plaque rayonnante 53, il est également possible, comme représenté sur la figure 15, d'utiliser des paires d'ouvertures 55i présentant le contour composite des formes carrée et rectangulaire et des ouvertures 55g présentant le contour composite des formes circulaire et rectangulaire. Il est également possible que les ouvertures 55g ayant le contour composite des formes circulaire et rectangulaire présentent une rotation de 90 dans la direction de rotation du plan de polarisation circulaire et que ces 3 except for the phase shift of 90 'between the terminals 54a and 54b of power supply of the respective pairs and the rotation of 90', in the direction of rotation of the circular polarization plane, between the openings 55a and 55b of the Respective pairs for interference-free reception of circularly polarized waves. As regards the openings to be formed in pairs in the radiating plate 53, it is also possible, as shown in FIG. 15, to use pairs of openings 55i having the composite outline of the square and rectangular shapes and the openings 55g presenting the composite outline of circular and rectangular shapes. It is also possible that the openings 55g having the composite contour of the circular and rectangular shapes have a rotation of 90 in the direction of rotation of the circular polarization plane and that these
ouvertures 55i et 55j soient disposées de façon alternée. openings 55i and 55j are arranged alternately.
On peut également réaliser selon la présente invention une antenne plane telle que celle représentée sur la figure 16, dans laquelle le dessin 114 de conducteur d'alimentation en énergie comprenant les mêmes bornes 114a d'alimentation en-énergie que les bornes 14a des figures 1-3 et les mêmes bornes appariées 154a et 154b d'alimentation en énergie que les bornes 54a et 54b des figures 11-14 est formé dans la plaque d'alimentation en énergie, tandis que la plaque rayonnante 113 est réalisée de manière à comporter les mêmes ouvertures 115 que les ouvertures 15 représentées sur les figures 1-3 et les mêmes ouvertures appariées 155a et 155b que les ouvertures appariées 55a et 55b des figures 11-13, les ouvertures respectives 115, 155a et 155b étant disposées de manière à se trouver en face des bornes 114a, 154a et 154b d'alimentation en énergie en vue d'un accouplement électromagnétique. On a constaté que le rendement de l'antenne se trouve amélioré par cette conception de l'antenne plane de la figure 16, tous les autres constituants ainsi que leur fonction étant, dans ce mode de réalisation, identiques à ceux du mode de réalisation It is also possible, according to the present invention, to produce a planar antenna such as that shown in FIG. 16, in which the drawing 114 of the power supply conductor comprising the same energy supply terminals 114a as the terminals 14a in FIGS. 1 -3 and the same paired terminals 154a and 154b of energy supply as the terminals 54a and 54b of FIGS. 11-14 is formed in the energy supply plate, while the radiating plate 113 is produced so as to include the same openings 115 as the openings 15 shown in Figures 1-3 and the same matched openings 155a and 155b as the matched openings 55a and 55b in Figures 11-13, the respective openings 115, 155a and 155b being arranged so as to be located opposite the terminals 114a, 154a and 154b of energy supply for electromagnetic coupling. It has been found that the efficiency of the antenna is improved by this design of the planar antenna of FIG. 16, all the other constituents as well as their function being, in this embodiment, identical to those of the embodiment
précédent des figures 1-3.preceding Figures 1-3.
En outre, comme représenté sur la figure 17, la présente invention permet de réaliser une antenne plane dans laquelle le dessin 214 des conducteurs d'alimentation en énergie est conçu de manière à comprendre des bornes appariées 214a et 214b d'alimentation en énergie ou une alimentation mutuelle en énergie avec un déphasage de 45 , et la plaque rayonnante 213 est réalisée de manière à comprendre des ouvertures appariées 215a et 215b disposées en face de ces bornes 214a et 214b et présentant mutuellement une rotation de ' dans la direction de rotation dans le plan de polarisation circulaire. On a également constaté que dans ce mode de réalisation de la figure 17, on peut obtenir les mêmes caractéristiques que dans les modes de réalisation précédents. Dans le présent cas, les autres éléments constitutifs et les autres fonctions sont également les mêmes que ceux du mode de réalisation In addition, as shown in FIG. 17, the present invention makes it possible to produce a planar antenna in which the design 214 of the power supply conductors is designed so as to include matched terminals 214a and 214b of the power supply or a mutual power supply with a phase shift of 45, and the radiating plate 213 is produced so as to include paired openings 215a and 215b arranged opposite these terminals 214a and 214b and having a rotation of 'in the direction of rotation in the circular polarization plane. It has also been found that in this embodiment of FIG. 17, the same characteristics can be obtained as in the previous embodiments. In the present case, the other constituent elements and the other functions are also the same as those of the embodiment.
précédent des figures 1-3.preceding Figures 1-3.
Dans l'antenne plane selon la présente invention, il est en outre souhaitable de prendre des mesures permettant d'éliminer le risque que certaines parties du dessin conducteur d'alimentation en énergie, autres que les bornes d'alimentation en énergie (par exemple les parties désignées par 155x sur la figure 16) se trouvent découvertes par les ouvertures de la plaque rayonnante, vues en plan, du fait de la disposition décalée entre les ouvertures appariées, ce qui entraînerait un nouveau rayonnement au niveau de ces parties et ces mesures consistent à fermer les parties correspondantes (représentée de façon hachurée sur la figure 16) des parties diagonalement agrandies des ouvertures. Le mieux est que ces mesures pour éviter un nouveau rayonnement soient prises particulièrement dans les parties de racine ou dans les parties centrales du dessin conducteur d'alimentation en énergie o les énergie reçues aux In the planar antenna according to the present invention, it is also desirable to take measures to eliminate the risk that certain parts of the conductive drawing of power supply, other than the power supply terminals (for example the parts designated by 155x in FIG. 16) are uncovered by the openings of the radiating plate, seen in plan, due to the offset arrangement between the paired openings, which would cause new radiation at these parts and these measures consist closing the corresponding parts (shown hatched in FIG. 16) of the diagonally enlarged parts of the openings. The best is that these measures to avoid a new radiation are taken particularly in the parts of root or in the central parts of the conductive drawing of energy supply o the energy received at
bornes s'accumulent.bounds accumulate.
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