FR2736212A1 - Microwave frequency coupler device esp. for dipole antenna - Google Patents
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Abstract
Description
Coupleur balun hyperfréquence intégré, en particulier pour antenne dipôle
L'invention concerne les antennes ou dispositifs rayonnants.Integrated microwave balun coupler, in particular for dipole antenna
The invention relates to antennas or radiating devices.
I1 est important de réaliser un couplage électrique correct de l'antenne au circuit qui coopère avec elle. C'est le cas en particulier pour les antennes du type dipôle. It is important to make a correct electrical coupling of the antenna to the circuit which cooperates with it. This is the case in particular for antennas of the dipole type.
En règle générale, on prévoit une liaison, de préférence par câbles coaxiaux, vers un montage d'adaptation du genre balun dé-symétriseur. Le plus souvent, celui-ci doit également adapter l'impédance de la ligne d'alimentation à celle de l'antenne.As a general rule, a connection is provided, preferably by coaxial cables, to an adaptation assembly of the balun-de-symmetrizer type. Most often, the latter must also adapt the impedance of the supply line to that of the antenna.
L'invention a notamment pour but de fournir un tel montage qui soit simple et économique à fabriquer.The object of the invention is in particular to provide such an assembly which is simple and economical to manufacture.
Elle a également pour but de fournir un montage qui traite aisément deux polarisations, tout particulièrement les polarisations circulaires droite et gauche.It also aims to provide an assembly which easily treats two polarizations, in particular the right and left circular polarizations.
Un autre but de l'invention est de fournir un montage qui soit de faible encombrement latéral, intéressant pour certaines applications.Another object of the invention is to provide an assembly which is compact from the side, advantageous for certain applications.
Le dispositif de couplage hyperfréquence proposé, en particulier pour antenne du type dipôle, est du type comprenant deux entrées respectivement reliées à deux points actirs du dipôle, ainsi qu'un montage d'adaptation dé-symétriseur, vers une sortie.The microwave coupling device proposed, in particular for dipole type antenna, is of the type comprising two inputs respectively connected to two active points of the dipole, as well as a de-symmetrizing adaptation assembly, towards an output.
Selon l'invention, le dispositif comporte un substrat diélectrique, avec d'un côté une métallisation reliée à l'une des entrées, et qui s'élargit en s'éloignant de celle-ci, et de l'autre côté une métallisation étroite reliée à l'autre entrée, et de même direction que la métallisation élargie; la métallisation élargie s 'étendant ensuite en un plan-masse sur le substrat, tandis que la métallisation étroite forme avec ce plan masse une ligne de transmission vers ladite sortie.According to the invention, the device comprises a dielectric substrate, with on one side a metallization connected to one of the inputs, and which widens away from it, and on the other side a narrow metallization connected to the other entry, and in the same direction as the expanded metallization; the enlarged metallization then extending in a ground plane on the substrate, while the narrow metallization forms with this mass plane a transmission line towards said output.
Avantageusement, il est prévu un autre substrat diélectrique, du côté du premier où se trouve la métallisation étroite, et comportant, à l'opposé du premier plan-masse, un autre plan-masse électriquement relié au premier. Ceci forme une structure du type dit "tri-plaque".Advantageously, another dielectric substrate is provided, on the side of the first where the narrow metallization is located, and comprising, opposite the first ground plane, another ground plane electrically connected to the first. This forms a structure of the so-called "tri-plate" type.
Dans le cas d'un dispositif comprenant au moins deux paires d'entrées reliées à au moins deux dipôles orientés différemment, et au moins deux sorties, ce dispositif comporte une paire de substrats diélectriques au moins en partie superposés; le substrat supérieur se prolonge vers l'une des paires d'entrées, avec à l'extérieur haut une métallisation reliée à une entrée de cette paire, et qui s'élargit en s'éloignant de celle-ci, et à l'intérieur une métallisation étroite reliée à l'autre entrée de la même paire, et de même direction que la métallisation élargie; le substrat inférieur se prolonge vers l'autre paire d'entrées, avec à l'extérieur bas une métallisation reliée à une entrée de cette autre paire, et qui s'élargit en s'éloignant de celle-ci, et à l'intérieur une métallisation étroite reliée à l'autre entrée de cette autre paire, et de même direction que la métallisation élargie; les métallisations élargies s'étendant ensuite en des plans-masse en haut et en bas des deux substrats, dans leurs parties superposées; enfin, les métallisations étroites forment avec ces plans-masse des lignes de transmission vers lesdites sorties. In the case of a device comprising at least two pairs of inputs connected to at least two dipoles oriented differently, and at least two outputs, this device comprises a pair of dielectric substrates at least partially superimposed; the upper substrate extends towards one of the pairs of inlets, with a metallization outside high connected to an inlet of this pair, and which widens away from it, and inside a narrow metallization connected to the other input of the same pair, and in the same direction as the enlarged metallization; the lower substrate extends towards the other pair of inlets, with a low outside metallization connected to an inlet of this other pair, and which widens away from it, and inside a narrow metallization connected to the other input of this other pair, and in the same direction as the enlarged metallization; the enlarged metallizations then extending in ground planes at the top and bottom of the two substrates, in their superposed parts; finally, the narrow metallizations form with these ground planes transmission lines towards said outputs.
Pour traiter la polarisation circulaire les métallisations étroites se croisent, dans les parties superposées des deux substrats, pour former un coupleur 0/90 degrés.To treat circular polarization, narrow metallizations cross, in the superimposed parts of the two substrates, to form a 0/90 degree coupler.
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'examen de la description détaillée ci-après, ainsi que des dessins annexés, sur lesquels - la figure 1 est le schéma de principe général d'un dipôle rayonnant du type "papillon", pris à titre d'exemple; - la figure 2 illustre un mode de réalisation d'une antenne à deux dipôles croisés, pour traiter deux polarisations; - les figures 3 et 4 montrent l'utilisation d'un dispositif rayonnant en combinaison avec un dispositif de couplage électrique; - les figures 5A à 5D montrent une réalisation avantageuse d'un tel couplage électrique; - les figures 6A à 6D montrent une autre réalisation avantageuse d'un tel couplage électrique; - La figure 7 illustre une variante de réalisation de la sortie électrique;; - les figures 8A et 8B illustrent deux variantes de l'invention, tandis que les figures 8C à 8H sont des vues en coupe permettant de les mieux comprendre; et - les figures 9A et 9B illustrent une autre variante.Other characteristics and advantages of the invention will appear on examining the detailed description below, as well as the appended drawings, in which - Figure 1 is the general block diagram of a radiating dipole of the "butterfly" type ", taken as an example; - Figure 2 illustrates an embodiment of an antenna with two crossed dipoles, for processing two polarizations; - Figures 3 and 4 show the use of a radiating device in combination with an electrical coupling device; - Figures 5A to 5D show an advantageous embodiment of such an electrical coupling; - Figures 6A to 6D show another advantageous embodiment of such an electrical coupling; - Figure 7 illustrates an alternative embodiment of the electrical output; - Figures 8A and 8B illustrate two variants of the invention, while Figures 8C to 8H are sectional views to better understand them; and - Figures 9A and 9B illustrate another variant.
Les dessins sont pour l'essentiel de caractère certain, et définissent des caractéristiques géométriques. En consé quence, ils sont à considérer comme partie intégrante de la description, et pourront non seulement permettre de mieux comprendre celle-ci, mais aussi contribuer à la définition de l'invention, le cas échéant.The designs are for the most part certain, and define geometric characteristics. Consequently, they are to be considered as an integral part of the description, and may not only make it possible to better understand it, but also contribute to the definition of the invention, if necessary.
La figure 1 illustre le schéma de principe d'une antenne connue du type dit "papillon". Celle-ci se compose de deux secteurs de forme générale triangulaire llA et llB, placés tête-bêche, opposés par leurs pointes. Les deux secteurs sont symétriques par rapport à un plan PS1, perpendiculaire à leur plan propre (dans l'hypothèse où ces secteurs sont de forme plane). En l'espèce, les secteurs ici présentés sont également symétriques par rapport à un autre plan PS2 perpendiculaire au premier, par rapport à l'axe de symétrie
AS des deux secteurs llA et llB.Figure 1 illustrates the block diagram of a known antenna of the so-called "butterfly" type. This consists of two sectors of general triangular shape llA and llB, placed head to tail, opposite by their points. The two sectors are symmetrical with respect to a plane PS1, perpendicular to their own plane (assuming these sectors are of planar shape). In this case, the sectors presented here are also symmetrical with respect to another plane PS2 perpendicular to the first, with respect to the axis of symmetry
AS of the two sectors llA and llB.
Une telle antenne a fait l'objet de propositions théoriques suivant lesquelles les secteurs llA et llB étaient dans 1 ' air: - "Triangular dipole antennas", Antenna Engineering Handbook,
R.C. JOHNSON & H.JASIK, Mac Graw Hill Book Company, page 25-12, - "Experimentally Determined Radiation Characteristics of
Conical and Triangular Antennas", G.H.BROWN & O.M. WOODWARD
Jr, R.C.A. Review, Vol 3 N04, Décembre 1952.Such an antenna has been the subject of theoretical proposals according to which the sectors llA and llB were in the air: - "Triangular dipole antennas", Antenna Engineering Handbook,
RC JOHNSON & H. JASIK, Mac Graw Hill Book Company, page 25-12, - "Experimentally Determined Radiation Characteristics of
Conical and Triangular Antennas ", GHBROWN & OM WOODWARD
Jr, RCA Review, Vol 3 N04, December 1952.
En pratique, la Demanderesse préfère disposer ces deux secteurs sur un substrat 10, qui est par exemple un matériau verre-téflon tel que le "DUROID", vendu par la société ROGERS des Etats-Unis.In practice, the Applicant prefers to have these two sectors on a substrate 10, which is for example a glass-teflon material such as "DUROID", sold by the company ROGERS of the United States.
Comme le montre la figure 2, on dispose sur la face supérieure plane d'un substrat 10 non seulement les deux secteurs opposés llA et llB, mais aussi deux autres secteurs 12A et 12B, possédant un plan de symétrie PS2 perpendiculaire au plan de symétrie PS1 (figure 1) des secteurs llA et llB. As shown in FIG. 2, on the flat upper face of a substrate 10 there are not only the two opposite sectors 11A and 11B, but also two other sectors 12A and 12B, having a plane of symmetry PS2 perpendicular to the plane of symmetry PS1 (Figure 1) of sectors llA and llB.
D'autres aspects de cette réalisation pourront apparaître dans la demande de brevet intitulée "Dispositif rayonnant à large bande susceptible de plusieurs polarisations", déposée ce jour au nom de la Demanderesse, sous le N 90 ......Other aspects of this embodiment may appear in the patent application entitled "Broadband radiating device capable of several polarizations", filed today in the name of the Applicant, under the number 90 ......
La présente invention ne s'applique pas seulement aux antennes "papillon" et autres dipôles, mais aussi à une gamme étendue d'antennes bi-polarisation à large bande, notamment ceux dits dipôles "Log-périodiques" , antennes spirales et antennes sinueuses (Voir notamment Antenna Engineering
Handbook, déjà cité, pages 14-54).The present invention does not only apply to "butterfly" antennas and other dipoles, but also to a wide range of broadband bi-polarization antennas, in particular those called "log-periodic" dipoles, spiral antennas and sinuous antennas ( See in particular Antenna Engineering
Handbook, already cited, pages 14-54).
Les dispositifs qui viennent d'être décrits peuvent être implantés dans des modules, munis de leurs circuits de couplage électriques. Le schéma mécanique d'un tel module est donné, sous forme simplifiée, sur la figure 4, tandis qu'un schéma électrique est donné sur la figure 3.The devices which have just been described can be installed in modules, provided with their electrical coupling circuits. The mechanical diagram of such a module is given, in simplified form, in FIG. 4, while an electrical diagram is given in FIG. 3.
Les deux paires de dipôles telles que llA et llB, qui peuvent être placées sous un radome 20, sont placées au sommet d'un module 21, délimité par un corps métallique. La partie arrière du substrat 10 est en regard d'un absorbant électromagnétique 22, placé dans le logement supérieur du boîtier 21.The two pairs of dipoles such as 11A and 11B, which can be placed under a radome 20, are placed at the top of a module 21, delimited by a metal body. The rear part of the substrate 10 faces an electromagnetic absorbent 22, placed in the upper housing of the housing 21.
Au lieu d'un absorbant électromagnétique, on peut utiliser un réflecteur électromagnétique, ou bien une combinaison des deux, sur des parties différentes de la bande de fréquence.Instead of an electromagnetic absorbent, an electromagnetic reflector, or a combination of the two, can be used on different parts of the frequency band.
On prévoit quatre câbles coaxiaux (un pour chaque secteur conducteur). Les blindages des câbles coaxiaux sont interconnectés entre eux et au boîtier métallique 21. Les âmes des câbles coaxiaux sont respectivement reliées aux points chauds de l'un des secteurs conducteurs. Ceci définit des câbles coaxiaux 31A,31B, 32A,32B, pour les secteurs conducteurs llA,llB, 12A,12B respectivement. Four coaxial cables are provided (one for each conductive sector). The shields of the coaxial cables are interconnected with each other and with the metal case 21. The cores of the coaxial cables are respectively connected to the hot spots of one of the conductive sectors. This defines coaxial cables 31A, 31B, 32A, 32B, for the conductive sectors llA, llB, 12A, 12B respectively.
Avantageusement, dans un logement intermédiaire du boîtier 21, les câbles coaxiaux forment une boucle, après quoi ils rejoignent deux baluns dé-symétriseurs 41 et 42.Advantageously, in an intermediate housing of the housing 21, the coaxial cables form a loop, after which they join two de-symmetrizing baluns 41 and 42.
Le balun 41 reçoit les câbles coaxiaux 31A et 31B, tandis que le balun 42 reçoit les câbles coaxiaux 32A et 32B.The balun 41 receives the coaxial cables 31A and 31B, while the balun 42 receives the coaxial cables 32A and 32B.
A l'aide des boucles visibles sur la figure 4, on fait en sorte que les longueurs électriques des câbles coaxiaux depuis le point chaud du dipôle concerné jusqu'au balun soient les mêmes, de façon à aligner les temps de propagation des signaux. En outre, il faut tenir compte du fait que les câbles associés aux deux secteurs opposés lIA et llB devront se rejoindre sur le même balun 41. Comme schématisé par le trait d'axe 30, il en résulte une rotation des câbles, avec croisement, pour permettre la jonction qui vient d'être décrite. Les boucles intermédiaires permettent de rattraper d'éventuelles différences de longueur dues à ce croisement.Using the loops visible in FIG. 4, the electrical lengths of the coaxial cables from the hot point of the dipole concerned to the balun are made the same, so as to align the propagation times of the signals. In addition, it must be taken into account that the cables associated with the two opposite sectors 11A and 11B will have to meet on the same balun 41. As shown diagrammatically by the axis line 30, this results in a rotation of the cables, with crossing, to allow the junction which has just been described. The intermediate loops make it possible to make up for any differences in length due to this crossing.
Les baluns 41 et 42 possèdent chacun deux entrées coaxiales, pour une sortie, qui est par exemple coaxiale. Une variante (figure 7) consiste en une sortie sur ligne microruban ("microstrip") qui attaque un circuit imprimé: sur un substrat 80, la ligne microruban 81A est opposée à un plan-masse 81B, le tout sous un blindage métallique 85.The baluns 41 and 42 each have two coaxial inputs, for an output, which is for example coaxial. A variant (FIG. 7) consists of an output on a microstrip line ("microstrip") which attacks a printed circuit: on a substrate 80, the microstrip line 81A is opposite to a ground plane 81B, all under a metal shield 85.
Les baluns connus sont par exemple les modèles dits "Minerva", ou bien "Marchand", décrits par exemple dans: - "Transmission Line Conversion Transformer", N. MARCHAND,
Electronics, vol 17, pp 142-145, Décembre 1944, - "100:1 Bandwidth Balun Transformer", J.W.DUCAN & V.P.The known baluns are, for example, the so-called "Minerva" or "Marchand" models, described for example in: - "Transmission Line Conversion Transformer", N. MARCHAND,
Electronics, vol 17, pp 142-145, December 1944, - "100: 1 Bandwidth Balun Transformer", JWDUCAN & VP
MINERVA,
Proceedings of the I.R.E., pp 156-164, Février 1960, - "Design and performance of microstrip balun for Archimedes
Spiral antennas", D.E. BAKER, J.R. NORTIER, C.A. VAN DER
NEUT, Transaction of the SA Institute of electrical Engineers, Décembre 1987.MINERVA,
Proceedings of the IRE, pp 156-164, February 1960, - "Design and performance of microstrip balun for Archimedes
Spiral antennas ", DE BAKER, JR NORTIER, CA VAN DER
NEUT, Transaction of the SA Institute of electrical Engineers, December 1987.
Dans le cas de quatre dipôles, on peut tout d'abord utiliser les sorties des baluns 41 et 42, éventuellement via des étages de liaison 71 et 72, pour fournir sur des connecteurs 91 et 92 des voies A et B respectivement qui correspondent à deux polarisations linéaires croisées, comme horizontales et verticales.In the case of four dipoles, it is possible first of all to use the outputs of the baluns 41 and 42, possibly via connection stages 71 and 72, to provide on connectors 91 and 92 channels A and B respectively which correspond to two crossed linear polarizations, such as horizontal and vertical.
En variante, comme illustré sur la figure 3, les deux voies sont appliquées à des subdiviseurs (coupleurs à 3 dB en inverse) 71 et 72. L'une des sorties de ceux-ci est appliquée à un déphaseur 0/90 degrés, 73 et 74, respectivement. La sortie de chaque déphaseur va vers un coupleur à 3dB, 75 et 76 situé sur l'autre voie, et recevant également l'autre sortie du coupleur 71 ou 72 de la même voie.As a variant, as illustrated in FIG. 3, the two channels are applied to subdividers (3 dB couplers in reverse) 71 and 72. One of the outputs of these is applied to a 0/90 degree phase shifter, 73 and 74, respectively. The output of each phase shifter goes to a 3dB coupler, 75 and 76 located on the other channel, and also receiving the other output of coupler 71 or 72 of the same channel.
L'homme de l'art sait que le couplage ainsi réalisé permet d'obtenir sur les deux connecteurs de sortie des signaux de polarisation circulaire droite et gauche, respectivement.Those skilled in the art know that the coupling thus produced makes it possible to obtain, on the two output connectors, right and left circular polarization signals, respectively.
Du fait des faibles dimensions de surface des deux paires de dipôles de base, le module selon l'invention peut être réalisé avec un faible encombrement latéral, la profondeur étant un peu plus grande, comme visible sur la figure 4.Due to the small surface dimensions of the two pairs of base dipoles, the module according to the invention can be produced with a small lateral space requirement, the depth being a little greater, as can be seen in FIG. 4.
Pour certaines applications, il est souhaitable de disposer d'un grand nombre de modules de ce genre, sous un volume aussi réduit que possible, et avec une fabrication aussi simple que possible.For certain applications, it is desirable to have a large number of modules of this kind, in a volume as small as possible, and with a production as simple as possible.
On va maintenant décrire des réalisations particulièrement intéressantes à cet égard. We will now describe particularly interesting achievements in this regard.
Les figures 5A à 5D concernent une réalisation où l'on ne s'intéresse qu'à l'une des voies, par exemple la polarisation horizontale définie par les secteurs llA et llB.FIGS. 5A to 5D relate to an embodiment where one is only interested in one of the channels, for example the horizontal polarization defined by sectors llA and llB.
Les deux câbles coaxiaux 31A et 31B ont des âmes qui aboutissent respectivement à deux faces métallisées d'un autre substrat 41S. Ce substrat 41S peut être lui aussi en DUROID.The two coaxial cables 31A and 31B have cores which lead respectively to two metallized faces of another substrate 41S. This substrate 41S can also be made of DUROID.
D'un côté, le substrat 41S porte une métallisation relativement étroite 41A, qui garde la même dimension transversale sur toute sa longueur (ou s'évase très légèrement), pour aboutir à l'âme d'un connecteur coaxial 91 disposé à l'autre extrémité.On one side, the substrate 41S carries a relatively narrow metallization 41A, which keeps the same transverse dimension over its entire length (or flares very slightly), to lead to the core of a coaxial connector 91 disposed at the other end.
La face inférieure du substrat 41S est munie d'une métallisation 41B qui, du côté de l'âme du câble coaxial 31B, possède pratiquement la même largeur que la métallisation 41A. Par contre, cette métallisation 41B s'élargit rapidement, pour, à l'arrivée, se trouver reliée à la masse du connecteur coaxial 91, avec une largeur beaucoup plus grande.The underside of the substrate 41S is provided with a metallization 41B which, on the side of the core of the coaxial cable 31B, has practically the same width as the metallization 41A. On the other hand, this metallization 41B widens rapidly, so that, on arrival, it is connected to the ground of the coaxial connector 91, with a much greater width.
L'homme de l'art sait que ceci réalise la dé-symétrisation conformément au principe d'un balun.Those skilled in the art know that this achieves de-symmetrization in accordance with the principle of a balun.
L'intérêt de la réalisation ci-dessus est qu'elle permet, avec très peu de pièces, de passer directement des câbles coaxiaux reliant les dipôles au substrat 41S à un connecteur coaxial, fournissant immédiatement la sortie. L'ensemble peut être logé dans une cavité métallique 5, munie par exemple d'absorbeurs de mode 51A, 51B, 51C et 51D.The advantage of the above embodiment is that it allows, with very few parts, to pass directly coaxial cables connecting the dipoles to the substrate 41S to a coaxial connector, immediately providing the output. The assembly can be housed in a metal cavity 5, provided for example with mode absorbers 51A, 51B, 51C and 51D.
Ceci convient bien pour le cas des polarisations rectilignes transverses.This is well suited for the case of transverse rectilinear polarizations.
I1 est maintenant fait référence aux figures 6A à 6D, qui illustrent une variante encore plus intéressante, en particulier pour la polarisation circulaire. I1 is now referring to FIGS. 6A to 6D, which illustrate an even more interesting variant, in particular for circular polarization.
Sur ces figures 6, on trouve deux substrats 41S et 42S, par exemple en DUROID. Ceux-ci se superposent au niveau d'une zone 49 qui est par exemple de forme générale rectangulaire.In these figures 6, there are two substrates 41S and 42S, for example made of DUROID. These are superimposed at the level of a zone 49 which is for example of generally rectangular shape.
En dehors de cette zone, ils ont pratiquement la structure déjà décrite à propos de la figure 5.Outside this area, they have practically the structure already described in connection with FIG. 5.
En bref, en admettant que le substrat 41S est à un niveau plus bas que le susbtrat 42S : - le susbtrat 41S porte en dessous la métallisation 41B qui s'élargit beaucoup, et au-dessus la métallisation 41A qui s'élargit peu ou pas.In short, assuming that the substrate 41S is at a lower level than the substrate 42S: - the substrate 41S carries below the metallization 41B which widens very much, and above the metallization 41A which widens little or not .
- Le substrat 42S porte en dessus la métallisation 42B qui s'élargit beaucoup, et en dessous la métallisation 42A qui s'élargit peu.- The substrate 42S carries above the metallization 42B which widens a lot, and below the metallization 42A which widens little.
Entre les deux susbtrats est prévu un insert de très faible épaisseur, en matériau similaire au substrat, tel que le
DUROID.Between the two substrates is provided a very thin insert, of material similar to the substrate, such as
DUROID.
Au niveau de la partie de superposition 49, les métallisations élargies 41B et 42B s'étalent complètement pour définir des plans-masses situés en dessus et en dessous du sandwich ainsi constitué par les deux substrats 41S et 42S, ainsi que par la couche intermédiaire très mince (non représentée).At the level of the superposition part 49, the enlarged metallizations 41B and 42B extend completely to define ground planes located above and below the sandwich thus formed by the two substrates 41S and 42S, as well as by the very intermediate layer thin (not shown).
Pour leur part, les métallisations 41A et 42A peuvent être directement reliées aux connecteurs 91 et 92, pour le cas où l'on voudrait faire fonctionner ce montage en polarisation rectiligne. For their part, the metallizations 41A and 42A can be directly connected to the connectors 91 and 92, in the event that one wishes to operate this assembly in rectilinear polarization.
Mais ce montage prend tout son intérêt lors de la polarisation circulaire - il suffit alors de faire subir aux métallisations 41A et 42A, au droit de la partie de superposition 49, des trajets qui se croisent avec des portions très voisines.But this assembly takes all its interest during circular polarization - it then suffices to subject the metallizations 41A and 42A, in line with the superposition part 49, paths which intersect with very close portions.
Ceci fournit un couplage entre les deux voies, avec la fonction de déphasage 0/90 degrés. On obtient alors directement sur les connecteurs 91 et 92 des sorties en polarisation circulaire droite et gauche.This provides coupling between the two channels, with the 0/90 degree phase shift function. We then obtain directly on connectors 91 and 92 outputs in right and left circular polarization.
Dans ce qui précède, la même section du balun réalise la dé-symétrisation et l'adaptation d'impédance. On décrira maintenant deux variantes où ces fonctions sont séparées.In the above, the same section of the balun performs the de-symmetrization and the impedance adaptation. We will now describe two variants where these functions are separate.
Sur les figures 8A et 8B, la zone de désymétrisation (41,42) est précédée d'une zone d'adaptation d'impédance (36,36), par élargissement conjoint ("tapering") des deux lignes conductrices qui se font face (35A,35B par exemple), de part et d'autre du substrat, noté ici S.In FIGS. 8A and 8B, the desymmetrization zone (41,42) is preceded by an impedance adaptation zone (36,36), by joint widening ("tapering") of the two conducting lines which face each other (35A, 35B for example), on either side of the substrate, noted here S.
La figure 8A conserve la liaison par câbles coaxiaux entre deux secteurs llA,llB et des câbles 31A et 31B (non visible), ainsi qu'entre deux secteurs 12A,12B et des câbles 32A et 32B (non visible).FIG. 8A preserves the connection by coaxial cables between two sectors 11A, 11B and cables 31A and 31B (not visible), as well as between two sectors 12A, 12B and cables 32A and 32B (not visible).
Sur la figure 8B, la liaison est assurée cette fois par lignes bifilaires. Les secteurs llA et llB (non visible) sont reliés à des lignes 33A et 33B (voir coupe de la figure 8C). Les secteurs 12A (tourné de 90 degrés) et 12B (non visible) sont reliés à des lignes 34A et 34B (non visible).In FIG. 8B, the connection is ensured this time by two-wire lines. Sectors llA and llB (not visible) are connected to lines 33A and 33B (see section in Figure 8C). Sectors 12A (rotated 90 degrees) and 12B (not visible) are connected to lines 34A and 34B (not visible).
La suite est la même pour les deux figures. Les lignes 35A et 35B s'élargissent ensemble entre le début (fig.8D) et la fin (fig.8E) de la zone d'adaptation d'impédance.The sequence is the same for the two figures. Lines 35A and 35B widen together between the start (fig.8D) and the end (fig.8E) of the impedance matching zone.
La dé-symétrisation est réalisée dans la zone d'élargissement différent (figures 8F et 8G). Si on le désire, un couplage croisé est réalisé dans la zone 49 (fig.8H), pour accéder à des polarisations elliptiques ou circulaires.De-symmetrization is performed in the different enlargement zone (Figures 8F and 8G). If desired, a cross coupling is performed in zone 49 (fig.8H), to access elliptical or circular polarizations.
La sortie s'effectue sur connecteurs, comme en figures 4, 5 et 6, ou sur ligne vers un circuit électronique, comme en figure 7.The output is performed on connectors, as in Figures 4, 5 and 6, or on line to an electronic circuit, as in Figure 7.
La présente invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits.The present invention is not limited to the embodiments described.
Quand on s'intéresse à la polarisation, il convient de traiter la différence de potentiel entre deux secteurs ou dipôles opposés. Avec les modes de réalisation à plus de deux dipôles, on peut s'intéresser à des sommes ou des différences, et plus généralement à toute combinaison linéaire des potentiels des secteurs conducteurs.When one is interested in polarization, it is advisable to treat the potential difference between two opposite sectors or dipoles. With the embodiments with more than two dipoles, one can be interested in sums or differences, and more generally in any linear combination of the potentials of the conducting sectors.
Les figures 9A et 9B illustrent respectivement une antenne à 3 dipôles et un couplage combinatoire de leurs signaux de sorties, couplage combinatoire qui est réalisé sur circuit à plusieurs couches et interconnexions par fentes et/ou trous métallisés. Les lignes de transmission à gauche peuvent être de type coaxial ou bifilaire. On peut obtenir ainsi tout mode de polarisation voulu.FIGS. 9A and 9B respectively illustrate a 3-dipole antenna and a combinatorial coupling of their output signals, combinatorial coupling which is carried out on a circuit with several layers and interconnections by slots and / or metallized holes. The transmission lines on the left can be of the coaxial or two-wire type. One can thus obtain any desired polarization mode.
Le traitement des signaux recueillis peut être effectué en parallèle sur différentes voies, ou par multiplexage d'une même voie de traitement.The processing of the collected signals can be carried out in parallel on different channels, or by multiplexing the same processing channel.
Enfin, les éléments rayonnants selon l'invention, avec leur coupleur, convenablement blindé, ont non seulement un faible encombrement latéral, mais aussi un faible rayonnement latéral, compte tenu de leur taille et des fréquences traitées.Finally, the radiating elements according to the invention, with their coupler, suitably shielded, have not only a small lateral size, but also a low lateral radiation, taking into account their size and the frequencies processed.
Ils se prêtent donc particulièrement bien à la construction d'antennes en réseau.They therefore lend themselves particularly well to the construction of networked antennas.
L'invention peut s'appliquer à de nombreux domaines: télécommunications, notamment en hyperfréquences, et autres applications hyperfréquences, y compris des mesures en large bande, par exemple sur le rayonnement d'autres aériens. The invention can be applied to many fields: telecommunications, in particular in microwave, and other microwave applications, including broadband measurements, for example on the radiation of other aerials.
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