FR2766994A1 - Antenne reseau a phases adaptatives utilisant un bloc de memoire de poids - Google Patents
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Abstract
Un appareil d'émission et de réception utilisant l'antenne réseau à phases adaptatives, comprend : un émetteur (560); un diviseur de puissance (530) connecté à l'émetteur (560); un récepteur (570); une antenne réseau (510) dans laquelle des éléments de base multiples de l'antenne sont disposés spatialement en réseau; un feeder de puissance (520) qui, au moment de la réception, reçoit le signal de l'antenne réseau (510) et change l'amplitude et la phase du signal de réception suivant un autre signal de commande et, au moment de l'émission, reçoit le signal divisé du diviseur de puissance (530); un combineur de puissance (540) qui fait la somme des signaux reçus du feeder de puissance (520), en utilisant des poids; un détecteur d'amplitude (550) qui vérifie l'amplitude des signaux reçus du combineur de puissance (540) et les transmet au récepteur (570); une commande de faisceau (590) qui reçoit une certaine amplitude de signaux sommés du détecteur d'amplitude (550), règle la direction du faisceau de l'antenne, compare l'intensité de champ reçue de chaque direction, et trouve le chemin optimisé; et une mémoire de poids (580) commandée par la commande de faisceau (590) pour fournir au feeder de puissance (520) les poids qui privilégient leurs directions.
Description
DOMAINE DE L'INVENTION
La présente invention concerne un appareil d'émission et de réception par un système d'antenne réseau à
phases adaptatives utilisant un bloc de mémoire de poids.
Plus particulièrement, l'invention concerne une
antenne réseau à phases adaptatives utilisant un bloc de mé-
moire qui calcule les poids précédents du réseau indiquant la direction du faisceau de l'antenne, et les sauvegarde dans le bloc de mémoire puis, en utilisant des poids en fonction de la direction du faisceau, règle l'amplitude et la phase des
signaux qui sont émis ou reçus par chaque élément d'antenne.
DESCRIPTION DE LA TECHNOLOGIE CONCERNEE
On connaît d'une façon générale deux types d'an-
tennes qui permettent de déplacer électriquement la direction
du faisceau de l'antenne, ces deux types comprenant: une an-
tenne à faisceau commuté et une antenne réseau à phases adap-
tatives. Une antenne à faisceau commuté est constituée
d'une combinaison multiple d'antennes directives et, en choi-
sissant l'une de ces antennes au moyen d'un commutateur, on peut diriger le faisceau dans une direction spécifique.
La figure 1 représente un schéma d'un système
d'antenne à faisceau commuté général. Comme illustré, le sys-
tème d'antenne à faisceau commuté général est constitué d'an-
tennes directives 110 ayant des caractéristiques de faisceaux
à directions multiples, d'un commutateur 120 qui sert à sé-
lectionner un faisceau de direction voulue, et d'un bloc
d'émetteur/récepteur 130.
Lorsque l'élément d'antenne voulu 110 est choisi par le commutateur 120 dans le bloc d'émetteur/récepteur 130,
seul l'élément d'antenne choisi peut alors émettre et rece-
voir le faisceau.
Ainsi, les antennes directives multiples sont disposées en réseau de façon que le faisceau d'antenne puisse être dirigé dans diverses directions et, en associant un com- mutateur au bloc d'émetteur/récepteur et en choisissant une antenne directive qui s'oriente dans la direction spécifique
au moyen du commutateur, on règle le faisceau dans la direc-
tion voulue.
Le système d'antenne à faisceau commuté fonction-
nant comme décrit ci-dessus est de structure simple et bon marché à fabriquer, mais présente des caractéristiques de
faisceau limités.
Lorsqu'une antenne à faisceau commuté est utili-
sée dans un système de communications, chaque élément d'an-
tenne devrait choisir une antenne dont la largeur du faisceau soit étroite dans la direction horizontale et large dans la direction verticale, de manière à couvrir toutes les zones. De ce fait, il se pose le problème que l'antenne est fortement influencée par des évanouissements à chemins
multiples dans la direction verticale.
Une antenne réseau est une antenne dans laquelle beaucoup d'éléments d'antenne sont disposés spatialement en
réseau. Comme la configuration de faisceau d'une antenne ré-
seau s'obtient en faisant la somme des signaux qui sont émis
ou reçus par chaque élément d'antenne, elle n'a pas de rela-
tion avec la configuration des éléments d'antenne.
Ainsi, en changeant l'amplitude et la phase des signaux qui sont émis ou reçus par chaque élément d'antenne, on peut obtenir une configuration de faisceau optionnelle. A ce moment, la variation de la phase et de l'amplitude qui sont appliquées à chaque élément d'antenne, est appelée poids. En réglant en temps réel l'amplitude et la phase des signaux qui sont reçus par chaque élément d'antenne, l'antenne réseau à phases adaptatives reçoit sélectivement
les signaux qui arrivent dans la direction voulue.
A ce moment, les poids de l'amplitude et de la phase des signaux qui sont appliqués à chaque antenne, sont
calculés suivant un algorithme de calcul de poids.
La figure 2 est un diagramme schématique d'un
système d'antenne réseau général. La figure 2(a) est un dia-
gramme schématique d'un système d'antenne réseau de récep-
tion, et la figure 2(b) est un diagramme schématique d'un
système d'antenne réseau d'émission.
Un système d'antenne réseau de réception est constitué, comme illustré à la figure 2(a), par des éléments d'antenne multiples (210a-210n); un bloc d'alimentation de
puissance 220 qui commande l'amplitude et la phase des si-
gnaux d'émission et de réception; un bloc de combineur de puissance 230 qui fait la somme des signaux reçus de chaque
élément d'antenne; et un bloc de récepteur 240.
Lorsque les signaux sont reçus par les éléments
d'antenne (210a-210n), leur poids (wl-wn) sont calculés sui-
vant chaque élément d'antenne. Après avoir été combinés dans le bloc combineur de puissance 230, ces poids calculés sont
transmis au bloc de récepteur.
Un système d'antenne réseau d'émission est cons-
titué, comme illustré à la figure 2(b), par des éléments d'antenne multiples (215a-215n); un bloc d'alimentation de
puissance 225 qui commande l'amplitude et la phase des si-
gnaux d'émission et de réception; un bloc de diviseur de puissance 235 qui divise et applique les signaux transmis à
chaque élément d'antenne; et un bloc d'émetteur 245.
Les poids des signaux émis par le bloc d'émetteur 245 sont transmis par le diviseur de puissance 235 à chaque conducteur d'alimentation de puissance ou feeder de puissance 225. Dans chaque feeder de puissance 225, on détermine les configurations de faisceau qui doivent être rayonnées par chacun des éléments d'antenne (215a-215n) suivant les poids
appropriés (wl-wn).
La figure 3 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives de réception suivant l'art antérieur. Comme illustré, un système d'antenne
réseau à phases adaptatives de réception selon l'art anté-
rieur est constitué par des éléments d'antenne multiples (210a-210n); un bloc d'alimentation de puissance 220 qui commande l'amplitude et la phase des signaux d'émission et de réception; un combineur de puissance 230 qui fait la somme
des signaux reçus par chaque élément d'antenne; un proces-
seur de réglage de faisceau 250; et un bloc de récepteur 240. Chaque élément (210a-210n) d'une antenne réseau est connecté à un amplificateur (ou un atténuateur) et à un dispositif de réglage de phase. Les feeders de puissance 220 connectés à chaque
élément sont branchés au bloc de récepteur par l'intermé-
diaire d'un bloc combineur de puissance 230. Un processeur de réglage de faisceau règle les faisceaux en calculant les
poids (wl-wn) pour chaque élément d'antenne, et en les four-
nissant à chaque élément d'antenne.
Le système d'antenne réseau à phases adaptatives réalisé comme ci-dessus a le mérite d'être adapté à tous les cas car les configurations de faisceau peuvent être modifiées
de manière appropriée suivant l'algorithme de calcul de poids.
Cependant, dans le cas de beaucoup d'éléments de réseau, le système d'antenne réseau à phases adaptatives de l'art antérieur doit effectuer une plus grande quantité de calculs, de sorte que le réglage de faisceau sur des signaux changeant en temps réel devient difficile. De plus, du fait
de l'algorithme de calcul de poids, on doit utiliser des pu-
ces DSP chères. Ainsi, le système ci-dessus devient très cher et son application dans des systèmes généraux du commerce est
difficile.
Le brevet U.S. No. 5 243 354 est un exemple selon
l'art antérieur de ce domaine. Ce brevet indique qu'une an-
tenne microbande ("microstrip") est associée à chaque panneau de piliers octogonaux, et que la direction du faisceau est commutée en utilisant des commutateurs. Cependant, une limite de ce brevet est qu'une antenne multifaisceau utilisant des commutateurs ne permet d'obtenir qu'un petit nombre (8) de
caractéristiques de faisceau.
Un autre exemple de l'art antérieur dans ce do-
maine est le brevet U.S. No. 5 471 220. Ce brevet est relatif
à un système d'antenne réseau adaptatif dans lequel des cou-
ches multiples sont disposées dans une géométrie coplanaire,
et comporte des faisceaux multiples. Cependant, un inconvé-
nient de ce brevet est que le système est trop compliqué à
réaliser et qu'il est cher.
Un document technique lié à ce domaine est le do-
cument "A Flat Four-Beam Switched Array Antenna" décrit dans IEEE Trans, Antenna and Propagation, Vol.44, No.9, 1996. Ce document décrit un procédé pour obtenir un faisceau fixe de
directions multiples en utilisant des commutateurs. Cepen-
dant, ce procédé ne permet d'obtenir qu'un petit nombre (4
ici) de faisceaux.
Une autre technique liée à ce domaine est décrite dans la publication "Practical Phased Array", de Brookner,
publiée par Artech House. Cette publication décrit des tech-
niques d'antenne réseau à phases variables. Cependant, un système d'antenne réseau à phases adaptatives est complexe et, comme la quantité de calculs du circuit de commande est
grande, son coût de fabrication est élevé.
RESUME DE L'INVENTION
La présente invention a pour but de créer un sys-
tème d'antenne réseau à phases adaptatives utilisant un bloc de mémoire de poids qui, du fait de l'utilisation d'un bloc de mémoire de poids qui calcule les poids à l'avance et les stocke, et du fait qu'il économise le temps nécessaire pour le calcul des poids, permette de traiter les faisceaux en
temps réel.
Un autre but de la présente invention est de
créer un système d'antenne réseau à phases adaptatives utili-
sant un bloc de mémoire de poids, qui permette de disposer de
beaucoup plus d'éléments du réseau d'antennes.
Un autre but encore de la présente invention est de créer un système d'antenne réseau à phases adaptatives utilisant un bloc de mémoire de poids, qui permette de donner
au faisceau un gain élevé et une résolution élevée.
La nature de l'invention ainsi que d'autres buts et avantages supplémentaires de celle-ci apparaîtront plus clairement aux spécialistes de la question en considérant la
description détaillée qui suit et qui se réfère aux dessins
annexés. A cet effet, un mode de réalisation préférentiel de la présente invention concerne un appareil d'émission et
de réception par un système d'antenne réseau à phases adapta-
tives, caractérisé en ce qu'il comprend: * un bloc émetteur; * un bloc diviseur de puissance qui est connecté au bloc
d'émetteur et, au moment de l'émission, divise les poids cal-
culés; * un bloc récepteur; * un bloc d'antenne réseau dans lequel des éléments de base multiples de l'antenne sont disposés spatialement en réseau; * un bloc d'alimentation de puissance qui, au moment de la réception, reçoit les signaux de réception du bloc d'antenne réseau et change l'amplitude et la phase des signaux reçus
suivant un autre signal de commande et, au moment de l'émis-
sion, reçoit les signaux divisés provenant du bloc de divi-
seur de puissance;
* un bloc combineur de puissance qui fait la somme des si-
gnaux de réception reçus du bloc d'alimentation de puissance, en utilisant des poids; * un bloc détecteur d'amplitude qui vérifie l'amplitude des signaux reçus du bloc de combineur de puissance, et les transmet au bloc récepteur;
e un bloc de commande de faisceau qui reçoit une certaine am-
plitude de signaux sommés provenant du détecteur d'amplitude,
règle la direction du faisceau de l'antenne, compare l'inten-
sité de champ qui est reçue de chaque direction, et trouve le chemin optimisé; et e un bloc de mémoire de poids qui est commandé par le bloc de commande de faisceau pour fournir au bloc d'alimentation de
puissance les poids qui privilégient leurs directions.
Suivant d'autres caractéristiques de l'invention, * le bloc d'antenne réseau supporte tous les types d'antenne et, comme il comporte un circulateur ou un OMT à la partie inférieure, transmet au bloc récepteur les signaux qui ont
été reçus de l'antenne, et rayonne par l'antenne les si-
gnaux qui ont été fournis par le bloc émetteur, * le bloc d'alimentation de puissance comprend un atténuateur
ou un amplificateur ainsi qu'un déphaseur, et règle l'am-
plitude et la phase des signaux suivant les poids qui ont été transmis par le bloc de mémoire de poids, * le bloc de mémoire de poids balaye les champs qui sont re-
çus suivant les angles du faisceau au moment de l'entraîne-
ment du système, stocke les poids prédéterminés qui sont
nécessaires pour régler l'angle du faisceau du bloc d'an-
tenne réseau et fournit les poids au bloc d'alimentation de
puissance suivant l'indication du bloc de commande de fais-
ceau,
* le bloc de mémoire de poids recommence le balayage du fais-
ceau lorsqu'un blocage se produit, et trouve la nouvelle
direction du faisceau ayant le maximum de champ de récep-
tion,
* le bloc de commande de faisceau est constitué de micropro-
cesseurs ou de puces DSP, règle la direction du faisceau de l'antenne, et compare l'intensité de champ qui est revue de chaque direction, de manière à amener le faisceau dans la direction de réception maximum, * le bloc de commande de faisceau recommence le balayage du faisceau, trouve un nouveau chemin optimisé, et sauvegarde de nouveau les poids dans le bloc de mémoire de poids * lorsque le champ reçu tombe brusquement au-dessous d'une certaine valeur constante,
* le bloc détecteur d'amplitude vérifie l'amplitude des si-
gnaux qui sont reçus de l'antenne réseau, et les transmet
au contrôleur de faisceau.
* tous les types d'émetteurs et de récepteurs peuvent être adoptés comme bloc d'émetteur ou comme bloc de récepteur,
* l'antenne est utilisée en antenne de réception seule lors-
qu'elle est combinée au bloc récepteur, ou est utilisée en antenne d'émission seule lorsqu'elle est combinée au bloc d'émetteur. Un autre mode de réalisation préférentiel de l'invention concerne un appareil de réception par un système d'antenne réseau à phases adaptatives, caractérisé en ce qu'il comprend * un bloc d'antenne réseau dans lequel les éléments de base de l'antenne sont disposés spatialement en réseau; * un bloc d'alimentation de puissance qui reçoit les signaux de réception de l'antenne réseau; e un bloc combineur de puissance qui fait la somme des si- gnaux arrivant du bloc d'alimentation de puissance pour les rassembler en un seul signal et l'émettre;
* un bloc détecteur d'amplitude qui détecte la force des si-
gnaux de réception;
e un bloc de commande de faisceau qui reçoit une certaine am-
plitude de signaux du détecteur d'amplitude; * un bloc de mémoire de poids qui est commandé par le bloc de commande de faisceau pour fournir au bloc d'alimentation de puissance les poids qui privilégient leurs directions; et e un bloc récepteur qui transmet les signaux de sortie du
combineur de puissance.
Suivant d'autres caractéristiques encore de l'in-
vention: * toutes les sortes d'antennes peuvent être utilisées comme éléments d'antenne,
* le bloc de commande de faisceau est constitué de micropro-
cesseurs ou de puces DSP,
* le bloc d'alimentation de puissance est constitué d'un am-
plificateur ou d'un atténuateur ainsi que d'un déphaseur, * le bloc d'alimentation de puissancerègle l'amplitude et la
phase des signaux qui sont reçus de chaque élément d'an-
tenne, suivant des règles qui sont fixées par le bloc de
commande de faisceau.
BREVE DESCRIPTION DES DESSINS
La présente invention sera décrite ci-après de
manière plus détaillée à l'aide de modes de réalisation re-
présentés sur les dessins annexés dans lesquels: * - la figure 1 est un diagramme schématique d'un système d'antenne à faisceau commuté général; * - la figure 2 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau général; * - la figure 3 est un système d'antenne réseau à phases adaptatives selon l'art antérieur; * - la figure 4 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives de réception selon la présente invention; * - la figure 5 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives d'émission et de ré- ception, selon la présente invention; et * - la figure 6 est un ordinogramme d'un système d'antenne
réseau à phases adaptatives d'émission et de réception, se-
lon la présente invention.
Dans ces dessins: : antenne directive 120: commutateur
:bloc d'émetteur/récepteur 210a-210n: bloc d'antenne-
réseau 220: bloc d'alimentation de 230: combineur de réseau puissance de puissance
240: bloc récepteur 215a-215n: bloc d'antenne-
réseau 225: bloc d'alimentation de 235: bloc de diviseur puissance de puissance 245: bloc émetteur wl-wn: poids
250: processeur de réglage 410a-410n: bloc d'antenne-
de faisceau réseau 420: bloc d'alimentation de 430: bloc combineur de puissance puissance 440: détecteur d'amplitude 450: bloc récepteur 460: bloc de commande de 470: bloc de mémoire de poids faisceau 510: bloc d'antenne réseau 520: bloc d'alimentation de puissance 530: bloc diviseur de 540: bloc combineur de puissance puissance 550: détecteur d'amplitude 560: dbloc d'émetteur 570: bloc récepteur 580: bloc de mémoire de poids 590: bloc de commande de faisceau
DESCRIPTION DES MODES DE REALISATION PREFERENTIELS
Un système d'antenne réseau à phases adaptatives de l'art antérieur trouve la position des signaux d'entrée en
temps réel et calcule les poids du réseau, tandis que la pré-
sente invention calcule les poids du réseau à l'avance et les
stocke dans le bloc de mémoire.
Au moment d'un changement de la position du fais-
ceau d'antenne, on lit les poids dans le bloc de mémoire et l'on règle l'amplitude et la phase des signaux qui sont émis
ou reçus par chaque élément d'antenne.
La figure 4 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives de réception,
selon la présente invention. Un mode de réalisation préféren-
tiel d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives de réception, selon la présente invention, est constitué par un bloc d'antenne réseau dans lequel des éléments d'antenne de
base sont disposés spatialement en réseau; un bloc d'alimen-
tation de puissance qui reçoit des signaux de réception pro-
venant de l'antenne réseau; un bloc combineur de puissance qui fait la somme des signaux arrivant du bloc d'alimentation de puissance et les rassemble en un seul signal pour le
transmettre; un bloc détecteur qui détecte la force des si-
gnaux reçus; un bloc de commande de faisceau qui reçoit une
certaine amplitude de signaux provenant du détecteur d'ampli-
tude; un bloc de mémoire de poids qui est commandé par le
bloc de commande de faisceau pour fournir au bloc d'alimenta-
tion de puissance les poids qui déterminent leurs direc-
tions; et un bloc récepteur qui transmet les signaux de
sortie du combineur de puissance.
Le bloc d'antenne réseau 410, dans lequel les
éléments d'antenne de base sont disposés spatialement en ré-
seau, transmet les signaux reçus au bloc d'alimentation de puissance. Dans ce cas, on peut utiliser n'importe quel type d'antenne.
Chacun des éléments d'antenne (410a-410n) consti-
tuant le bloc d'antenne réseau 410 est connecté à un amplifi-
cateur (ou un atténuateur) et à un dispositif de réglage de
phase du bloc d'alimentation de puissance 420.
Chacun des circuits d'alimentation de puissance du bloc d'alimentation de puissance 420 est connecté à un
élément d'antenne (410a-410n) du bloc d'antenne réseau 410.
Les circuits d'alimentation de puissance sont constitués d'un amplificateur ou d'un atténuateur et d'un déphaseur, de ma- nière à changer l'amplitude et la phase des signaux qui sont reçus de chaque élément d'antenne, suivant la règle fixée par
le bloc de commande de faisceau 460.
Le bloc combineur de puissance 430 fait la somme
des signaux arrivant de chaque bloc d'alimentation de puis-
sance d'antenne de manière à obtenir un seul signal, et transmet ce signal au bloc de récepteur 450. La structure du bloc combineur de puissance 430 est déterminée suivant la
configuration des lignes de transmission du bloc d'alimenta-
tion de puissance.
Le bloc détecteur d'amplitude 440 qui se trouve entre le bloc récepteur 450 et le bloc combineur de puissance 430 détecte la force des signaux reçus. Le bloc détecteur d'amplitude 440 détecte l'amplitude des signaux sommés et la
transmet au bloc de commande de faisceau 460.
Le bloc de commande de faisceau 460 est constitué
de microprocesseurs ou de puces DSP et, en comparant les am-
plitudes des signaux de réception qui sont reçus des diverses
directions, règle les faisceaux dans la direction voulue.
De plus, le bloc de commande de faisceau 460 com-
mande le bloc de mémoire de poids 470 pour fournir au bloc d'alimentation de puissance les poids qui sont propres à la
direction et, lorsque l'amplitude du signal s'atténue brus-
quement, trouve la nouvelle direction de réception.
Le bloc de mémoire de poids 470, constitué de mé-
moires mortes (ROM) ou de tout autre élément de mémoire,
stocke des poids qui sont précalculés pour régler la direc-
tion du faisceau de l'antenne.
Le bloc de mémoire de poids 470 transmet au bloc d'alimentation de puissance les poids qui sont choisis par la
commande du bloc de commande de faisceau.
La structure de l'antenne décrite ci-dessus est celle qui est destinée à la réception, mais celle qui est
destinée à l'émission est fondamentalement la même.
L'antenne qui est destinée à l'émission n'a pas besoin du bloc de détecteur d'amplitude 440 qui est néces- saire pour déterminer la direction de réception, et comporte un diviseur de puissance au lieu d'un combineur de puissance
430. Le bloc d'alimentation de puissance 420 contient sûre-
ment un amplificateur.
Les signaux qui sont reçus du bloc émetteur sont fournis à chaque feeder de puissance avec la même puissance, par un diviseur de puissance, tandis que le bloc de commande
de faisceau effectue une amplification et un déphasage conve-
nables suivant les poids qui sont stockés dans le bloc de mé-
moire de poids, et transmet les signaux aux éléments d'antenne. Chaque élément d'antenne rayonne identiquement la puissance fournie et, dans le cas o l'on donne les mêmes poids, le diagramme d'antenne est le même pour l'émission et
la réception.
La figure 5 est un diagramme schématique d'un système d'antenne réseau à phases adaptatives d'émission et de réception selon la présente invention. Comme illustré à la
figure 5, une forme de réalisation préférentielle d'un sys-
tème d'antenne réseau à phases adaptatives d'émission et de réception selon la présente invention est constitué par un
bloc d'émetteur; un bloc diviseur de puissance qui est con-
necté au bloc émetteur et, au moment de l'émission, divise les poids calculés; un bloc récepteur; un bloc d'antenne
réseau dans lequel des éléments de base multiples de l'an-
* tenne sont disposés spatialement en réseau; un bloc d'ali-
mentation de puissance qui, au moment de la réception, reçoit le signal de réception du bloc d'antenne réseau et change l'amplitude et la phase du signal de réception suivant un autre signal de commande et, au moment de l'émission, reçoit le signal divisé provenant du bloc diviseur de puissance; un bloc combineur de puissance qui fait la somme des signaux de
réception reçus du bloc d'alimentation de puissance en utili-
sant les poids. un bloc détecteur d'amplitude qui vérifie l'amplitude des signaux reçus du bloc combineur de puissance, et les transmet au bloc récepteur; un bloc de commande de faisceau qui reçoit une certaine amplitude de signaux sommés provenant du détecteur d'amplitude, règle la direction du faisceau de l'antenne, compare l'intensité du champ qui est reçu de chaque direction, et trouve le chemin optimisé; et un bloc de mémoire de poids qui est commandé par le bloc de contrôleur de faisceau pour fournir au bloc d'alimentation de
puissance les poids qui favorisent leurs directions.
Comme la partie inférieure de l'antenne est con-
nectée à un circulateur ou à un OMT, les signaux reçus sont transmis au récepteur et les signaux fournis par l'émetteur sont rayonnés par l'antenne. A ce moment, il suffit d'un seul bloc de commande de faisceau et d'un seul bloc de mémoire de poids.
La figure 6 est un ordinogramme du système d'an-
tenne réseau à phases adaptatives d'émission et de réception
selon la présente invention.
En se référant maintenant à la figure 6, lorsque
le système d'antenne est amené à l'étape 610, le bloc de com-
mande de faisceau 590 déplace la direction du faisceau dans le bon ordre en fournissant au déphaseur et au dispositif de
réglage d'amplitude globale du bloc d'alimentation de puis-
sance, les poids qui sont stockés dans le bloc de mémoire de
poids 580, à l'étape 620.
A ce moment, le bloc détecteur d'amplitude 550 trouve la force du champ qui est reçu suivant chaque angle du faisceau, et le stocke dans un autre bloc de mémoire 580, à
l'étape 630.
Lorsque le premier balayage du faisceau est ter- miné, le bloc de commande de faisceau 590 compare les inten-
sités du champ de réception des diverses directions, sur la base des valeurs balayées.35 Comparativement à l'intensité du champ de récep-
tion des diverses directions, on sélectionne l'angle ayant la plus grande force de réception parmi les faisceaux balayés, à l'étape 640. Ensuite, à l'étape 650, le faisceau est amené dans la direction qui a été sélectionnée à l'étape 640 et, à
l'étape 660, les données sont émises vers la direction choi-
sie ou reçues de la direction choisie.
A ce moment, le bloc de commande de faisceau 590 observe de façon continue la force des signaux reçus qui sont
obtenus à partir du détecteur d'amplitude 550 et, en se gui-
dant vers la nouvelle direction de faisceau maximum suivant la variation de force des signaux reçus, la communication
peut toujours être possible.
Ainsi, lorsque l'intensité de réception de l'an-
tenne devient brusquement faible, on juge qu'un blocage s'est
produit et l'on retourne à l'étape 620, le faisceau est ba-
layé de nouveau et la nouvelle direction de faisceau qui pré-
sente le champ de réception maximum est trouvée à l'étape 670.
En combinant des antennes multiples de la pré-
sente invention fonctionnant comme décrit ci-dessus, on peut
facilement réaliser une antenne à faisceaux multiples.
Les effets de l'antenne réseau à phases adaptati-
ves d'émission et réception selon la présente invention telle que ci-dessus, sont les suivants: en premier lieu, comme les poids sont précalculés et stockés, on n'a pas besoin de matrice pour calculer les poids, on n'utilise pas de puces DSP chères, et le prix est raisonnable; en second lieu, comme les poids sont stockés à l'avance, la quantité de calcul devient beaucoup plus faible et l'on peut utiliser beaucoup plus d'éléments d'antenne. De
cette manière, on peut obtenir des caractéristiques de fais-
ceau ayant un gain élevé et une résolution élevée; et
en troisième lieu, comme les poids sont précalcu-
lés, on peut réaliser le meilleur faisceau dans lequel on considère les caractéristiques physiques de l'antenne réseau (par exemple le couplage ou les pertes), et l'on peut obtenir des caractéristiques de faisceau beaucoup plus variées que
celles qu'on obtient avec une antenne à faisceau commuté.
Claims (13)
1 ) Appareil d'émission et de réception par un système d'an-
tenne réseau à phases adaptatives, caractérisé en ce qu' il comprend: * un bloc émetteur (560); * un bloc diviseur de puissance (530) qui est connecté au bloc d'émetteur (560) et, au moment de l'émission, divise les poids calculés; * un bloc récepteur (570); * un bloc d'antenne réseau (510) dans lequel des éléments de
base multiples de l'antenne sont disposés spatialement en ré-
seau; * un bloc d'alimentation de puissance (520) qui, au moment de
la réception, reçoit les signaux de réception du bloc d'an-
tenne réseau (510) et change l'amplitude et la phase des si-
gnaux reçus suivant un autre signal de commande et, au moment de l'émission, reçoit les signaux divisés provenant du bloc diviseur de puissance (530); e un bloc combineur de puissance (540) qui fait la somme des
signaux de réception reçus du bloc d'alimentation de puis-
sance (520), en utilisant des poids; * un bloc détecteur d'amplitude (550) qui vérifie l'amplitude des signaux reçus du bloc combineur de puissance (540), et les transmet au bloc récepteur (570);
* un bloc de commande de faisceau (590) qui reçoit une cer-
taine amplitude de signaux sommés provenant du détecteur
d'amplitude (550), règle la direction du faisceau de l'an-
tenne, compare l'intensité de champ qui est reçue de chaque direction, et trouve le chemin optimisé; et * un bloc de mémoire de poids (580) qui est commandé par le bloc de commande de faisceau (590) pour fournir au bloc d'alimentation de puissance (520) les poids qui privilégient
leurs directions.
2 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc d'antenne réseau supporte tous les types d'antenne et, comme il comporte un circulateur ou un OMT à la partie inférieure, transmet au bloc récepteur (570) les signaux qui
ont été reçus de l'antenne, et rayonne par l'antenne les si-
gnaux qui ont été fournis par le bloc émetteur (560). 3 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le bloc d'alimentation de puissance (520) comprend un atté-
nuateur ou un amplificateur ainsi qu'un déphaseur, et règle l'amplitude et la phase des signaux suivant les poids qui ont
été transmis par le bloc de mémoire de poids (580).
4 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc de mémoire de poids (580) balaye les champs qui sont
reçus suivant les angles du faisceau au moment de l'entraîne-
ment du système, stocke les poids prédéterminés qui sont né-
cessaires pour régler l'angle du faisceau du bloc d'antenne réseau (510), et fournit les poids au bloc d'alimentation de puissance (520) suivant l'indication du bloc de commande de
faisceau (590).
) Appareil selon la revendication 4, caractérisé en ce que le bloc de mémoire de poids (580) recommence le balayage du faisceau lorsqu'un blocage se produit, et trouve la nouvelle
direction du faisceau ayant le maximum de champ de réception.
6 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que
le bloc de commande de faisceau (590) est constitué de micro-
processeurs ou de puces DSP, règle la direction du faisceau de l'antenne, et compare l'intensité de champ qui est reçue de chaque direction, de manière à amener le faisceau dans la
direction de réception maximum.
7 ) Appareil selon la revendication 6, caractérisé en ce que le bloc de commande de faisceau (590) recommence le balayage du faisceau, trouve un nouveau chemin optimisé, et sauvegarde de nouveau les poids dans le bloc de mémoire de poids (580) lorsque le champ reçu tombe brusquement audessous d'une cer-
taine valeur constante.
8 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que le bloc détecteur d'amplitude (550) vérifie l'amplitude des signaux qui sont reçus de l'antenne réseau (510), et les
transmet au contrôleur de faisceau.
9 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que tous les types d'émetteurs et de récepteurs peuvent être
adoptés comme bloc d'émetteur (560) ou comme bloc de récep-
teur (570).
10 ) Appareil selon la revendication 1, caractérisé en ce que
l'antenne est utilisée en antenne de réception seule lors-
qu'elle est combinée au bloc récepteur (570), ou est utilisée en antenne d'émission seule lorsqu'elle est combinée au bloc
d'émetteur (560).
11 ) Appareil de réception par un système d'antenne réseau à phases adaptatives, caractérisé en ce qu'il comprend * un bloc d'antenne réseau (410) dans lequel les éléments de base de l'antenne sont disposés spatialement en réseau; * un bloc d'alimentation de puissance (420) qui reçoit les signaux de réception de l'antenne réseau; * un bloc combineur de puissance (430) qui fait la somme des signaux arrivant du bloc d'alimentation de puissance pour les rassembler en un seul signal et l'émettre; * un bloc détecteur d'amplitude (440) qui détecte la force des signaux de réception;
* un bloc de commande de faisceau (460) qui reçoit une cer-
taine amplitude de signaux du détecteur d'amplitude (440); * un bloc de mémoire de poids (470) qui est commandé par le bloc de commande de faisceau (460) pour fournir au bloc d'alimentation de puissance (420) les poids qui privilégient leurs directions; et * un bloc récepteur (450) qui transmet les signaux de sortie
du combineur de puissance (430).
12 ) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que toutes les sortes d'antennes peuvent être utilisées comme
éléments d'antenne.
13 ) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que
le bloc de commande de faisceau (460) est constitué de micro-
processeurs ou de puces DSP.
14 ) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bloc d'alimentation de puissance (420) est constitué d'un
amplificateur ou d'un atténuateur ainsi que d'un déphaseur.
15 ) Appareil selon la revendication 11, caractérisé en ce que le bloc d'alimentation de puissance (420) règle l'amplitude et la phase des signaux qui sont reçus de chaque élément d'antenne, suivant des règles qui sont fixées par le bloc de
commande de faisceau (460).
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