FR2763177A1 - Filtre employant une surface a selectivite de frequence et antenne utilisant ce filtre - Google Patents
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Abstract
Un filtre (20) employant une surface à sélectivité de fréquence comporte un écran conducteur disposé sur un milieu diélectrique. L'écran comprend un réseau de lignes (26, 28) formant une grille et définissant une bande de réjection pour les fréquences basses. L'écran comprend également un réseau d'éléments conducteurs à deux boucles comportant chacun une boucle conductrice intérieure (32) et une boucle conductrice extérieure (30) définissant deux autres bandes de réjection de fréquence.
Description
FILTRE EMPLOYANT UNE SURFACE A SELECTIVITE
DE FREQUENCE ET ANTENNE UTILISANT CE FILTRE
Cette invention concerne de façon générale une surface à sé-
lectivité de fréquence, et elle concerne plus particulièrement un filtre em-
ployant une surface à sélectivité de fréquence pour transmettre et arrêter des signaux dans de multiples bandes de fréquence sélectionnées, et
pour l'utilisation en relation avec une antenne.
Des surfaces à sélectivité de fréquence ont été utilisées en re-
lation avec des systèmes de transmission sans fil, tels que des systèmes d'antennes, pour empêcher la transmission de signaux dans une bande de fréquence sélectionnée, tout en permettant que des signaux dans une bande de fréquence sélectionnée traversent la surface à sélectivité de
fréquence. La surface à sélectivité de fréquence peut donc avantageu-
sement être utilisée pour éliminer par filtrage des signaux à une certaine fréquence. Des surfaces à sélectivité de fréquence sont spécialement
utiles pour des systèmes d'antennes de satellites, dans lesquels de mul-
tiples signaux à différentes fréquences peuvent être présents, et seule-
ment des signaux ayant des fréquences sélectionnées doivent être
transmis vers ou à partir d'un système d'antenne donné.
Des surfaces à sélectivité de fréquence connues ont consisté de façon générale en un réseau d'éléments conducteurs formés sur un
milieu diélectrique. Le milieu diélectrique est de façon générale transpa-
rent au rayonnement de signal, tandis que les éléments conducteurs ont une configuration prévue pour permettre sélectivement à des signaux de
certaines fréquences de les traverser, et pour arrêter des signaux d'au-
tres fréquences. De façon caractéristique, les éléments conducteurs ont
souvent la configuration de boucles fermées, se présentant habituelle-
ment sous la forme de boucles carrées ou circulaires. De manière géné-
raie, les dimensions des éléments conducteurs déterminent la bande
passante et la bande de réjection de la surface à sélectivité de fré-
quence. L'utilisation d'un réseau de boucles conductrices uniques classi-
ques, de taille et de forme identiques, procurera une seule bande de ré-
jection étroite. Cependant, la configuration à une seule boucle procure seulement une réjection de signal limitée, dans une bande de réjection
de fréquence relativement étroite.
Plus récemment, on a utilisé une surface à sélectivité de fré-
quence à double boucle, en relation avec une antenne à deux réflecteurs.
Un exemple d'une telle surface à sélectivité de fréquence à double bou-
cle est décrit dans le brevet des E.U.A. n 5 373 302, intitulé "Double-
Loop Frequency Selective Surfaces For Multi Frequency Division Multi-
plexing in a Dual Reflector Antenna", délivré à Wu le 13 décembre 1994.
La configuration de surface à sélectivité de fréquence à double boucle procure un réseau d'éléments de boucles conductrices de deux tailles
différentes sur un sous-réflecteur qui réfléchit en arrière vers un réflec-
teur principal des signaux dans deux bandes de fréquence différentes.
Bien qu'on puisse obtenir deux bandes de réjection de fréquence, cha-
cune des bandes de ré 'ecion réfléchit effectivement des signaux sur une
gamme de fréquence étroite.
Plus récemment, il est devenu souhaitable de réaliser le filtrage de signaux pour des opérations d'antennes. L'antenne à réseau de phase à faisceaux multiples a été développée essentiellement pour l'utilisation dans un système de satellite que l'on peut faire fonctionner à diverses
fréquences de fonctionnement. Par exemple, dans un système de com-
munication multi-bande, il est possible de faire fonctionner une antenne d'émission pour émettre des signaux à des fréquences dans la bande K,
telle que de 20,2 à 21,2 GHz, tandis qu'il est possible de faire fonction-
ner une antenne de réception pour recevoir des signaux à des fréquen-
ces dans la bande Q, telle que 41 GHz. En outre, une intercommunication entre satellites peut fonctionner à des fréquences dans la bande V, telle que 62,6 GHz. Un problème qui peut apparaître avec l'antenne d'émission consiste en ce que le circuit d'émission de l'antenne utilise généralement des amplificateurs de puissance qui présentent des caractéristiques non
linéaires. Ces amplificateurs de puissance non linéaires, ainsi que d'au-
tres circuits non linéaires qui sont couramment incorporés dans des an-
tennes actives, peuvent produire des second et troisième harmoniques de fréquence élevée. Les second et troisième harmoniques de fréquence élevée qui sont générés par l'antenne d'émission peuvent perturber les canaux de réception et d'intercommunication, à moins de prévoir un fil- trage de signal approprié. Un tel dispositif de filtrage pour des systèmes de satellites en orbite et autres doit de façon générale être aussi petit et
léger que possible.
Il est donc souhaitable de procurer une surface à sélectivité de fréquence qui assure à la fois la transmission des signaux dans une
bande de fréquence spécifiée et la réjection des signaux dans de multi-
ples bandes de réjection de fréquence. Il est également souhaitable de
procurer une telle surface à sélectivité de fréquence qui réalise une ré-
jection de fréquence à grande largeur de bande. Il est en outre souhaita-
ble de procurer une surface à sélectivité de fréquence pour l'utilisation avec une antenne active. Il est particulièrement souhaitable de procurer
un tel filtre employant une surface à sélectivité de fréquence pour élimi-
ner des signaux parasites occasionnés par les harmoniques de fréquence
élevée de l'amplificateur, en particulier avec une antenne d'émission.
D'autre part, il est en outre souhaitable de procurer une surface à sélec-
tivité de fréquence avec de multiples bandes de réjection de fréquence dans un module léger, de faibles dimensions et peu coûteux, convenant
pour l'utilisation dans un système d'antenne dans l'espace ou au sol.
Conformément à ses principes, la présente invention procure un filtre employant une surface à sélectivité de fréquence pour transmettre
et rejeter de multiples bandes de fréquence. Selon un mode de réalisa-
tion, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence comporte un seul écran conducteur disposé sur un substrat diélectrique. L'écran conducteur unique comprend une grille carrée ayant un premier ensemble de lignes conductrices parallèles rencontrant en direction perpendiculaire un second ensemble de lignes conductrices parallèles, pour former un
ensemble de régions carrées limitées sur les côtés par les lignes con-
ductrices. L'écran conducteur unique comprend un réseau d'éléments conducteurs à deux boucles, chacun d'eux étant réalisé sous la forme d'une boucle conductrice intérieure disposée à l'intérieur d'une boucle
conductrice extérieure, dans chacune des régions carrées. La grille car-
rée assure la réjection de signaux de fréquence basse, tandis que la taille des boucles conductrices intérieure et extérieure détermine deux
bandes de réjection de fréquence séparées.
Selon un second mode de réalisation, le filtre employant une
surface à sélectivité de fréquence comprend deux couches d'écran con-
ductrices séparées par un milieu diélectrique. La première couche con-
ductrice comporte un réseau de fentes à deux boucles. Chacune des fentes à deux boucles comprend une fente intérieure entourée par une fente extérieure. La première couche conductrice permet la transmission à travers elle de signaux dans une première bande de fréquence, tandis qu'elle arrête des signaux dans une seconde bande de fréquence. La bande de réjection de fréquence est déterminée en fonction de la taille
des fentes. La seconde couche conductrice comprend un réseau de bou-
dcles conductrices uniques qui transmettent effectivement des signaux dans la première bande de fréquence, tout en arrêtant des signaux dans une troisième bande de fréquence. Le mode de réalisation à deux écrans permet d'obtenir un filtrage de fréquence à grande largeur de bande de
signaux ayant des fréquences dans les bandes de réjection.
Les modes de réalisation à un écran et à deux écrans du filtre
employant une surface à sélectivité de fréquence sont légers et d'un fai-
ble encombrement, et ils sont particulièrement utiles en relation avec une antenne d'émission, telle qu'une antenne d'émission à réseau de phase à faisceaux multiples. Conformément à une application, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence est disposé en communication avec l'antenne d'émission à réseau de phase à faisceaux multiples, pour permettre la transmission de signaux à l'intérieur d'une première bande de fréquence désignée. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence élimine des signaux à l'intérieur des bandes de réjection, en particulier les signaux ayant des fréquences associées à des second et
troisième harmoniques qui sont occasionnés par des éléments non linéai-
res dans l'antenne d'émission.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de mo-
des de réalisation, donnés à titre d'exemples non limitatifs. La suite de la
description se réfère aux dessins annexés, dans lesquels
La figure 1 est une vue avec une partie arrachée d'une antenne
d'émission à réseau de phase à faisceaux multiples, sur la surface supé-
rieure de laquelle est placé un filtre employant une surface à sélectivité de fréquence; La figure 2 est une coupe d'un filtre employant une surface à
sélectivité de fréquence, à un seul écran, conforme à un mode de réali-
sation de la présente invention;
La figure 3 est une vue de dessus d'une partie du filtre em-
ployant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran de la fi-
gure 2; La figure 4 illustre un exemple de la réponse de transmission de signal qui peut être obtenue avec le mode de réalisation à un seul écran du filtre employant une surface à sélectivité de fréquence; La figure 5 est une coupe d'un filtre employant une surface à
sélectivité de fréquence à deux écrans, ayant deux couches conductri-
ces, conforme à un second mode de réalisation de la présente inven-
tion; La figure 6 est une vue de dessous d'une partie de la couche inférieure du filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à deux écrans de la figure 5; La figure 7 est une vue de dessus d'une partie de la couche supérieure du filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à deux écrans de la figure 5; et La figure 8 illustre un exemple de la réponse de transmission
de signal que l'on peut obtenir pour le filtre employant une surface à sé-
lectivité de fréquence conforme au mode de réalisation à deux écrans.
En se référant maintenant à la figure 1, on note qu'une antenne d'émission à réseau de phase et à faisceaux multiples, 10, comporte un
filtre 20 ou 50, employant une surface à sélectivité de fréquence, con-
forme à la présente invention. L'antenne à réseau de phase et à fais-
ceaux multiples, 10, convient particulièrement pour l'utilisation en relation avec un système de communication par satellites qui peut comprendre à la fois des antennes d'émission et de réception, pour communiquer avec des systèmes de communication basés au sol. A titre d'exemple, il est
possible de faire fonctionner l'antenne d'émission pour émettre des si-
gnaux ayant des fréquences d'environ 20,2 à 21,2 GHz, dans la bande K, tandis qu'il est possible de faire fonctionner l'antenne de réception pour recevoir des signaux ayant des fréquences d'environ 40,4 à 45,5 GHz, dans la bande Q. De plus, un système de communication par satellites peut comprendre des antennes pour émettre et recevoir des signaux d'intercommunication entre divers satellites, à des fréquences d'environ ,6 à 63,6 GHz, dans la bande V. L'antenne à réseau de phase 10 qui est représentée et expliquée en relation avec la présente invention est une antenne d'émission. Il faut cependant noter que le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence qui est utilisé en relation avec l'antenne 10 peut être applicable pour l'utilisation avec divers systèmes d'antennes et de radômes, commerciaux et militaires, à la fois pour des antennes de réception et d'émission, et que les bandes de fréquence de
fonctionnement peuvent être transposées vers d'autres bandes de fré-
quence, sans s'écarter des principes de la présente invention.
L'antenne à réseau de phase et à faisceaux multiples, 10, qui est représentée comprend un réseau de cornets d'alimentation 12, en
matière plastique métallisée, qui sont disposés côte à côte en une confi-
guration plane. Cependant, I'antenne 10 peut comprendre un seul élé-
ment rayonnant ou de multiples éléments rayonnants disposés selon di-
verses autres configurations, comprenant une configuration courbe.
L'antenne 10 qui est décrite ici est une antenne d'émission pour émettre des signaux d'émission à des fréquences de 20,2 à 21,2 GHz, dans la bande K. L'antenne 10 comprend un élément de transition d'une forme circulaire à une forme rectangulaire, 14, et un réseau de formation de faisceaux avec des amplificateurs 16. De plus, I'antenne à réseau de phase et à faisceaux multiples, 10, comporte un polariseur 18 faisant passer d'une polarisation linéaire à une polarisation circulaire, qui est disposé à la sortie des cornets d'alimentation 12. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20 ou 50, qui est expliqué ici, rejette des signaux qui peuvent être produits sous la forme de seconds et de
troisièmes harmoniques de fréquence élevée, à cause des caractéristi-
ques non linéaires des amplificateurs 16. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20 ou 50, de la présente invention rejette des signaux ayant certaines fréquences, de façon qu'ils ne perturbent pas
d'autres opérations d'antennes.
En se référant à la figure 2, on note que le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20, est représenté en coupe en une configuration comprenant un seul écran conducteur, conformément à un mode de réalisation de la présente invention. Le mode de réalisation à un
seul écran conducteur constitue ce que l'on appelle ci-après le filtre em-
ployant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, 20. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, 20, comprend une seule couche de circuit conductrice 24 constituée par
un conducteur imprimé ou formé d'une autre manière sur la surface supé-
rieure d'une couche diélectrique plane et mince, 22. Le motif conducteur qui est formé dans la couche de circuit conductrice unique 24 peut être imprimé ou gravé sur la couche diélectrique 22 conformément à des techniques de fabrication de circuits imprimés bien connues. La couche diélectrique mince 22 peut comprendre un substrat diélectrique tel qu'un matériau mince, qualifié pour l'utilisation spatiale, de type connu, tel qu'un polyimide ou un autre matériau approprié. Un diélectrique connu
est appelé Kapton et est fabriqué par E.l. DuPont de Nemours and Com-
pagny, Inc. L'écran conducteur unique 24 est constitué par un matériau conducteur tel que du cuivre ou un autre matériau approprié, et il a la configuration qui est représentée sur la figure 3. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20, comprend un réseau sous la forme d'une grille à mailles carrées qui est constitué par un premier ensemble
de lignes conductrices parallèles 26 rencontrant en direction perpendi-
culaire un second ensemble de lignes conductrices parallèles 28. Le ré-
seau sous forme de grille à mailles carrées procure donc un ensemble de régions carrées qui sont séparées par les lignes conductrices parallèles 26 et 28 se rencontrant dans des directions perpendiculaires. La largeur des lignes conductrices 26 et 28 est désignée par W1. La distance entre des lignes conductrices parallèles 26 adjacentes, et également entre des
lignes conductrices parallèles 28 adjacentes, est désignée par P. La dis-
tance P représente l'intervalle périodique des régions carrées qui sont définies par les lignes conductrices 26 et 28. Le réseau en forme de grille à mailles carrées qui est constitué par les lignes conductrices 26 et 28 procure effectivement une bande de réjection de fréquence basse qui
élimine avantageusement des signaux de fréquence basse.
L'antenne à réseau de phase et à faisceaux multiples, 10, com-
prend en outre un réseau d'éléments conducteurs à deux boucles qui sont placés dans les régions carrées. Chacun des éléments conducteurs à deux boucles est constitué par une boucle conductrice intérieure 32 disposée à l'intérieur d'une boucle conductrice extérieure 30. La boucle conductrice carrée intérieure 32 a une largeur désignée par W3, tandis que la boucle conductrice carrée extérieure 30 a une largeur désignée par W2. La largeur de bande de réjection de fréquence peut être établie en fonction des largeurs W2 et W3. Par conséquent, les largeurs W2 et W3 sont liées à une taille élargie pour procurer une bande de réjection élargie. Les boucles conductrices carrées intérieure et extérieure 32 et 30 sont séparées par une boucle d'isolation non conductrice, 34, qui a
une largeur désignée par g2- Par conséquent, la boucle conductrice car-
rée extérieure 30 est séparée de façon diélectrique de la boucle conduc-
trice carrée intérieure 32 par une distance g2. De plus, la boucle conduc-
trice carrée extérieure 30 est séparée d'une distance g1 des lignes de
grille conductrices 26 et 28, au moyen d'une région non conductrice.
Le réseau d'éléments conducteurs à deux boucles qui est cons-
titué par les boucles conductrices 30 et 32 procure une première bande
de réjection de fréquence et une seconde bande de réjection de fré-
quence. La boucle conductrice carrée intérieure 32 a une périphérie con-
ductrice extérieure d'une longueur égale ou approximativement égale à la longueur d'onde de signaux à rejeter par la boucle conductrice carrée intérieure 32. De façon similaire, la boucle conductrice carrée extérieure
a une périphérie conductrice extérieure d'une longueur approximati-
vement égale à la longueur d'onde de signaux qui doivent être rejetés avec la boucle conductrice extérieure 30. La longueur de la périphérie de chacune des boucles conductrices 30 et 32 est égale à la longueur d'onde d'une fréquence qui est pratiquement centrée dans les première et seconde bandes de réjection. En fonction des largeurs W2 et W3 des boucles conductrices respectives 30 et 32, et de l'atténuation admissible, les première et seconde bandes de réjection s'étendent sur une gamme
de fréquences dans une largeur de bande de réjection.
Selon un exemple, le filtre employant une surface à sélectivité
de fréquence à un seul écran, 20, peut présenter les dimensions de con-
figurations géométriques suivantes: P = 3,500 mm W1 = 0,109 mm W3 = 0, 109 mm g2 = 0,109 mm W2 = 0,437 mm g1 = 0,437 mm Comme le montre l'exemple ci-dessus, le filtre employant une
surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, 20, peut avoir de fai-
bles dimensions et peut occuper un faible volume. L'exemple ci-dessus fournit des dimensions géométriques génériques qui conviennent pour
obtenir une réponse de transmission de signal 40 telle que celle repré-
sentée sur la figure 4, qui montre la transmission de signal, en décibels (dB) en fonction de la fréquence, qu'il est possible d'obtenir avec le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, 20. Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, , procure fondamentalement trois bandes de réjection 44, 46 et 48,
tout en permettant la transmission du signal dans une bande de fré-
quence désirée, comme le montre la bande passante 42.
Les lignes conductrices parallèles 26 et 28, mutuellement sé-
cantes, procurent une bande de réjection de fréquence basse 44 qui éli-
mine des signaux de fréquence basse, comprenant des signaux induits par du bruit de fréquence basse. Pour une atténuation de quinze décibels (15 dB), la largeur de bande de réjection de fréquences basses s'étend depuis des fréquences d'environ 0 jusqu'à 3 GHz. La boucle conductrice carrée extérieure 30 procure une bande de réjection de fréquence 46 pour rejeter les signaux d'environ 40,4 à 45,5 GHz. La boucle conductrice carrée intérieure 32 procure une bande de réjection de fréquence 48 pour rejeter des signaux ayant des fréquences d'environ 60,6 à 63,6 GHz. La largeur de bande de chacune des bandes de réjection 44, 46 et 48 peut varier en fonction de l'atténuation préférée. Par conséquent, les bandes de réjection 44, 46 et 48 éliminent effectivement des signaux induits par du bruit, ainsi que des second et troisième harmoniques de fréquence élevée, qui peuvent être présents du fait des effets non linéaires, en par-
ticulier ceux associés aux circuits amplificateurs. Par conséquent, l'an-
tenne d'émission à réseau de phase et à faisceaux multiples, 10, peut fonctionner effectivement à l'intérieur de la bande passante 42 qui est désignée, tout en réduisant ou en éliminant des problèmes associés à
des harmoniques parasites de fréquence élevée.
Selon un second mode de réalisation, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 50, comprend deux couches d'écrans conducteurs pour réaliser un filtrage de fréquence à large bande. Le mode de réalisation à deux écrans conducteurs est appelé ci-après le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à deux écrans. En se référant à la figure 5, on note que le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à deux écrans, 50, qui est représenté en coupe, comprend un milieu diélectrique 58 avec un premier écran conducteur 60 imprimé ou formé d'une autre manière sur la surface supérieure du milieu diélectrique mince 58. De façon similaire, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 50, comprend un second milieu diélectrique mince 54 avec un second écran conducteur 52 imprimé ou formé d'une autre manière sur la surface inférieure du second milieu diélectrique
mince 54. De plus, le filtre employant une surface à sélectivité de fré-
quence, 50, comprend en outre un milieu de séparation diélectrique plus épais, 56, disposé entre les premier et second milieux diélectriques 58 et
54, pour assurer l'isolation entre les premier et second écrans conduc-
teurs 60 et 52. Les matériaux diélectriques minces 58 et 54 peuvent
comprendre un matériau dielectrique du type identifié pour la couche di-
électrique 22, tandis que la couche d'isolation diélectrique 56 peut com-
prendre une mousse ou un autre milieu diélectrique approprié qui est
transparent de façon similaire pour le rayonnement électromagnétique.
Selon un exemple, chacune des couches diélectriques minces 58 et 54
peut avoir une épaisseur de 25!tm, tandis que la couche d'isolation di-
électrique plus épaisse, 56, peut avoir une épaisseur de 4,80 mm.
ll
En se référant à la figure 6, on note que l'écran conducteur in-
férieur 52 est représenté avec une configuration comprenant un réseau
de doubles fentes à carrées, comprenant chacune une fente non conduc-
trice intérieure 64 et une fente non conductrice extérieure 66, gravées toutes deux dans la couche d'écran conductrice 52. Les fentes intérieu-
res et extérieures 64 et 66 sont séparées par une région conductrice 68.
En outre, les fentes extérieures 66 sont séparées de fentes extérieures adjacentes par des lignes conductrices 69. Les lignes conductrices 69
ont une largeur qui est désignée par gl. La région conductrice 68 qui sé-
pare les fentes 64 et 66 a une configuration carrée avec une largeur dé-
signée par g2. La fente extérieure 66 a une largeur qui est désignée par W1, tandis que la fente intérieure 64 a une largeur qui est désignée par
W2. Les lignes conductrices 69 sont séparées par une distance P qui dé-
finit l'intervalle périodique du réseau de doubles fentes carrées.
L'écran conducteur inférieur 52 procure des première et se-
conde bandes passantes de fréquence en fonction des dimensions des
fentes intérieure et extérieure 64 et 66. La fente intérieure 64 a une péri-
phérie d'une longueur égale à une longueur d'onde de la fréquence défi-
nissant la première bande passante. La fente extérieure 66 a de façon similaire une périphérie d'une longueur égale à une longueur d'onde de la
fréquence définissant la seconde bande passante. Les première et se-
conde bandes passantes s'étendent sur une bande de fréquences. Par conséquent, des signaux compris dans les première et seconde bandes
passantes sont capables de résonner à la traversée de l'écran conduc-
teur inférieur 52, tandis que des signaux d'autres fréquences sont reje-
tés. L'écran conducteur supérieur 60 a la configuration d'un réseau de boucles conductrices carrées uniques, 62, imprimées ou formées d'une
autre manière sur la surface supérieure du milieu diélectrique 59. Cha-
cune des boucles conductrices carrées 62 a une périphérie d'une lon-
gueur égale à une longueur d'onde de la fréquence qui définit la bande
de réjection. La bande de réjection que procurent les boucles conductri-
ces 62 s'étend effectivement sur une gamme de fréquences. Par consé-
quent, la configuration de boucle carrée unique rejette des signaux dans la bande de réjection en fonction des dimensions de cette boucle carrée unique La bande de réjection que procure l'écran conducteur supérieur peut être sélectionnée égale à l'une des première ou seconde bandes passantes que procure l'écran conducteur inférieur 52, de façon à obtenir
de multiples bandes de réjection et à permettre la transmission de si-
gnaux dans une seule bande passante de fréquence. Selon un exemple, on peut donner à l'écran conducteur inférieur 52 une configuration ayant les dimensions suivantes P = 3,800 mm W1 = 0,237 mm 91 = 0,237 mm W2 = 0, 237 mm g2 = 0,712 mm En relation avec l'exemple mentionné ci-dessus, on peut donner à l'écran conducteur supérieur 60 une configuration ayant les dimensions suivantes P= 2,530 mm W = 0,157 mm g = 0,949 mm Conformément à l'exemple de filtre 50 mentionné ci-dessus,
la configuration à deux écrans du filtre employant une surface à sélecti-
vité de fréquence, 50, peut procurer des caractéristiques fonctionnelles qui sont représentées par la réponse de transmission 70 dans la repré-
sentation graphique de la figure 8. Le filtre employant une surface à sé-
lectivité de fréquence, 50, procure une bande passante désignée par la référence 72 qui définit la gamme de fréquence sur laquelle des signaux peuvent rayonner à travers le filtre employant une surface à sélectivité
de fréquence, 50. Le filtre employant une surface à sélectivité de fré-
quence, 50, procure également effectivement de larges bandes de réjec-
tion de fréquence, 74 et 76. En effet, la fente intérieure 64 de l'écran
conducteur inférieur 52 permet à des signaux ayant des fréquences d'en-
viron 20,2 à 21,2 GHz de rayonner à travers l'écran conducteur inf6rieur 52. De façon similaire, les bandes conductrices 62 de l'écran conducteur supérieur 60 permet à des signaux avec des fréquences d'environ 20,2 à 21, 2 GHz de rayonner à travers l'6cran conducteur supérieur 60. L'6cran conducteur inférieur 52 rejette effectivement
les signaux ayant des fréquences dans la bande de réjection 74. L'écran conducteur supé-
rieur 60 rejette effectivement les signaux ayant des fréquences de 60,3 à 63,6 GHz.
Par conséquent, les écrans conducteurs supérieur et inférieur, respecti-
vement 60 et 64, arrêtent le rayonnement de signaux dans la bande de
réjection 74, pour procurer effectivement une bande de réjection 74 élar-
gie. En même temps, I'écran conducteur supérieur 60 permet la transmis-
sion de signaux à l'intérieur de la bande passante 72, de façon que des
signaux ayant des fréquences à l'intérieur de la bande passante 72 tra-
versent le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 50.
Le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20 ou 50, de la présente invention offre de multiples bandes de réjection de
fréquence, dans un module mince, léger et peu coûteux. Le filtre em-
ployant une surface à sélectivité de fréquence à un seul écran, 20, pro-
cure de bonnes performances pour le filtrage des fréquences basses dans un module très mince, tandis que le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence à deux écrans, 50, est capable de réaliser une
réjection de fréquence élargie, pour améliorer le filtrage dans des lar-
geurs de bande de fréquence désirées. De plus, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20 ou 50, présente des dimensions linéaires égales dans des directions orthogonales (x et y), convenant pour l'utilisation à la fois pour des polarisations verticale et horizontale, et convenant également pour la polarisation circulaire. Par conséquent, le filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, 20 ou 50, est petit et léger et il convient avantageusement pour l'utilisation en relation
avec une antenne d'émission.
Compte tenu de ce qui précède, on peut apprécier que la pré-
sente invention permet à l'utilisateur de réaliser un filtre employant une
surface à sélectivité de fréquence ayant un faible encombrement, conve-
nant pour l'utilisation en relation avec une antenne d'émission. Par con-
séquent, bien que l'invention ait été décrite ici en relation avec un exem-
pie particulier, ceci n'est nullement limitatif. De nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif décrit et représenté, sans sortir du
cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence pour procurer de multiples bandes de réjection de fréquence, caractérisé en ce qu'il comprend: un substrat dielectrique (22) qui est pratiquement transparent pour la transmission d'un signal électromagnétique; une grille
carrée (24) comprenant un premier ensemble de conducteurs (26) s'éten-
dant dans une première direction et rencontrant un second ensemble de
conducteurs (28) s'étendant dans une seconde direction qui est prati-
quement perpendiculaire à la première direction, cette grille carrée (24)
procurant une première bande de réjection de fréquence (44); et un en-
semble d'éléments conducteurs à deux boucles, chacun de ces éléments conducteurs à deux boucles comprenant une boucle intérieure (32) et une boucle extérieure (30) placées dans chaque région de la grille carrée
(24), la boucle extérieure entourant la boucle intérieure, et la boucle ex-
térieure (30) procurant une seconde bande de réjection de fréquence (46) et la boucle intérieure (32) procurant une troisième bande de réjection de
fréquence (48).
2. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat diélectrique (22) se
présente sous la forme d'un milieu mince pratiquement plan.
3. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les boucles intérieures et
extérieures (32, 30) ont chacune la configuration de boucles carrées.
4. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon
I'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
ce filtre employant une surface à sélectivité de fréquence est placé en
communication avec une antenne à réseau de phase et à faisceaux mul-
tiples (10).
5. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon
I'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que
ce filtre employant une surface à sélectivité de fréquence est placé en communication avec une antenne d'émission (10), ce filtre employant une
surface à sélectivité de fréquence éliminant des harmoniques de fré-
quences supérieures qui sont produits par des caractéristiques non li-
néaires de composants de circuit dans l'antenne d'émission (10).
6. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence, ca-
ractérisé en ce qu'il comprend: un milieu diélectrique (54, 56, 58) qui est
pratiquement transparent pour la transmission d'un signal électromagné-
tique et ayant une surface supérieure et une surface inférieure; un ré-
seau (52) de fentes à deux boucles, formé dans un premier matériau
conducteur sur l'une des surfaces supérieure et inférieure du milieu di-
électrique, chacune des fentes à deux boucles comprenant une fente rayonnante intérieure (64) entourée par une fente rayonnante extérieure
(66), pour transmettre des signaux dans une première bande de fré-
quence et une seconde bande de fréquence, tout en rejetant des signaux dans une première bande de réjection (74); et un réseau (60) d'éléments à boucle conductrice se trouvant sur l'autre surface parmi les surfaces
supérieure et inférieure de la couche diélectrique, pour rejeter des si-
gnaux dans une seconde bande de réjection (76).
7. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon la revendication 6, caractérisé en ce que ce filtre employant une surface à sélectivité de fréquence est placé en communication avec une antenne
à réseau de phase et à faisceaux multiples (10).
8. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon la revendication 6 ou 7, caractérisé en ce que ce filtre employant une surface à sélectivité de fréquence est placé en communication avec une antenne d'émission (10), ce filtre employant une surface à sélectivité de fréquence éliminant des harmoniques de fréquences supérieures qui sont produits par des caractéristiques non linéaires de composants de circuit
dans l'antenne d'émission (10).
9. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence selon
l'une quelconque des revendications 6 à 8, caractérisé en ce que le mi-
lieu diélectrique (54, 56, 58) a des surfaces supérieure et inférieure pra-
tiquement planes.
10. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence se-
lon l'une quelconque des revendications 6 à 9, caractérisé en ce que
chacun des éléments à boucle conductrice comprend une seule boucle
conductrice (62).
11. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence se-
Ion l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que les
éléments à boucle conductrice ont la configuration de boucles carrées (62).
12. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence se-
lon l'une quelconque des revendications 6 à 11, caractérisé en ce que les
fentes ont chacune la configuration de fentes à boucles carrées (64, 66).
13. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence se-
lon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que le
milieu diélectrique comprend: un premier substrat diélectrique mince (58) définissant la surface supérieure; et un second substrat diélectrique
mince (54) définissant la surface inferieure.
14. Filtre employant une surface à sélectivité de fréquence se-
lon la revendication 13, caractérisé en ce que le milieu diélectrique com-
prend en outre une couche d'isolation diélectrique (56) disposée entre les
premier et second substrats diélectriques minces (58, 54).
15. Antenne, caractérisée en ce qu'elle comprend: un ou plu-
sieurs éléments rayonnants (12) pour rayonner un rayonnement électro-
magnétique; un circuit d'émission (14, 16) pour générer des signaux pour l'émission à partir du ou des éléments rayonnants (12); et un filtre (20, ) ayant une surface à sélectivité de fréquence, selon l'une quelconque
des revendications précédentes.
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