FR2803692A1 - Transition de lignes dielectriques hybrides non rayonnantes et appareil incorporant cette transition - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes qui permet d'effectuer une transformation de ligne entre deux types différents de lignes diélectriques non rayonnantes, cela dans un espace limité. De plus, il est proposé un composant de ligne diélectrique non rayonnante, un appareil d'antenne, et un appareil de transmission sans fil comportant la transition de lignes ci-dessus indiquée. Dans cette transition de lignes, une bande diélectrique (3) est disposée entre une plaque conductrice inférieure (1) et une plaque conductrice supérieure (2) afin de former un guide d'ondes du type diélectrique non rayonnant hyper (HNRD)) et un guide d'ondes diélectrique non rayonnant normal (NNRD). Entre les deux guides d'ondes, des rainures dont les profondeurs deviennent graduellement de moins en moins profondes tout en se poursuivant jusqu'aux rainures relatives au guide d'ondes diélectrique non rayonnant hyper sont formées de façon qu'il y soit disposé une troisième ligne diélectrique non rayonnante effectuant une transformation de ligne.

Description

La présente invention concerne une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes, qui est formée a la jonction entre des types différents de lignes diélectriques non rayonnantes. En outre, l'invention concerne un composant, un appareil d'antenne et un appareil de transmission sans fil l'incorporant.

Il a été produit une ligne diélectrique faisant fonction de ligne de transmission utilisée dans la bande des ondes millimétriques et dans la bande des hyperfréquences. On forme une telle ligne diélectrique en disposant une bande diélectrique entre deux plaques conductrices approximativement parallèles. Plus particulièrement, on connaît une ligne diélectrique non rayonnante (ci-après appelée "guide d'ondes NRD normal", ' NRD est mis pour diélectrique non rayonnant). Dans un guide d'ondes NRD normal, la distance entre plaques conductrices est fixée de façon à être égale ou inférieure à la moitié de la longueur d'onde de propagation des ondes électromagnétiques, de sorte que les ondes électromagnétiques ne se propagent qu'à travers une bande diélectrique.

Dans le même temps, dans guide d'ondes NRD normal, des pertes de transmission ont lieu dans une courbe du fait d'une transformation de mode entre un mode LSMO, et un mode LSEOI. De ce fait, on ne peut pas réaliser une courbe ayant un rayon de courbure arbitraire. C'est pourquoi, il a été mis au point une ligne diélectrique non rayonnante (ci-après appelée "guide d'ondes NRD hyper"). Dans le guide d'ondes NRD hyper, une rainure est formée dans chacune des surfaces en regard des plaques conductrices, et une bande diélectrique est disposée entre les rainures afin de transmettre un mode LSMOI comme seul mode.

Toutefois, lorsqu'on ne prend pas en considération les pertes de transmission dues à la transformation de mode ayant lieu dans la courbe, les pertes de transmission du guide d'ondes NRD normal sont plus petites que celles du guide d'ondes NRD hyper. Le guide d'ondes NRD normal a pour autre avantage que les pertes de transmission au niveau de la jonction de deux bandes diélectriques sont moindres que pour guide d'ondes NRD hyper.

Ainsi, lorsqu'on utilise le guide d'ondes NRD normal dans une partie où les caractéristiques de guide d'ondes NRD normal peuvent être exploitées et qu'on utilise le guide d'ondes NRD hyper dans une partie où les caractéristiques du guide d'ondes NRD hyper peuvent être exploitées, il est nécessaire de réaliser une transition de lignes entre les deux types de lignes diélectriques non rayonnantes. Le cessionnaire de la présente invention décrit, dans la demande de brevet japonais mise à la disposition du public n 11-195<B>910,</B> une structure de transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes et un appareil l'incorporant. Toutefois, dans une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes, comme on peut le voir sur la figure 3 de la demande de brevet citée, puisqu'il y est disposé une deuxième transition, de la place est nécessaire dans les deux directions, celle de la largeur de ligne celle de la longueur de ligne.

C'est donc un but de l'invention de produire une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes entre les deux types différents ci-dessus mentionnés de lignes diélectriques non rayonnantes, à laquelle on peut donner une plus petite taille que celle de la transition décrite dans la publication de demande de brevet japonais 11-195 910 ci-dessus mentionnée. De plus, un autre but de l'invention est de produire un composant lignes diélectriques non rayonnantes, un appareil d'antenne, et un appareil de transmission sans fil utilisant la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes.

Selon un premier aspect de l'invention, il est proposé une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes comportant deux plaques conductrices formant des plans conducteurs en regard l'une de l'autre approximativement parallèles, des prenueres rainures formées dans les positions en regard des deux plaques conductrices, une première ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée entre les premières rainures en regard, une deuxième ligne dielectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée entre deux plaques conductrices en regard, des deuxièmes rainures formées dans première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, les profondeurs des deuxièmes rainures variant graduellement tandis qu'elles se poursuivent depuis les premières rainures, et une troisième ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée dans les deuxièmes rainures de façon à former une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes se connectant à la première ligne diélectrique non rayonnante à la deuxième ligne diélectrique non rayonnante.

Selon un deuxième aspect de l'invention, il est proposé une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes comportant deux plaques conductrices formant des plans conducteurs en regard l'une de l'autre approximativement parallèles, des premières rainures formées dans les positions en regard des deux plaques conductrices, première ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée entre les premières rainures en regard, une deuxième ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée entre les deux plaques conductrices en regard, des deuxièmes rainures formées dans la première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, les profondeurs des deuxièmes rainures variant de manière échelonnée tandis qu'elles se poursuivent depuis les premières rainures, et une troisième ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique disposée dans les deuxièmes rainures de façon à former une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes se connectant à la première ligne diélectrique non rayonnante et à la deuxième ligne diélectrique non rayonnante.

Selon cette disposition, dans la région de la première ligne diélectrique non rayonnante formée par la bande diélectrique ajustée dans les rainures profondes, les intervalles existant entre les plans conducteurs de régions de coupure situées de part et d'autre de la bande diélectrique sont peu profonds. Dans la région de la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, il n'y a pas rainures dans lesquelles la bande diélectrique est ajustée ou il y a des rainures peu profondes. Ainsi les intervalles existant entre les plans conducteurs des régions de coupure situées part et d'autre de la bande diélectrique sont plus larges. De ce fait, entre la région de la première ligne diélectrique non rayonnante et la région de la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, les profondeurs des rainures, à savoir les intervalles existant entre les plans conducteurs des régions coupure situées de part d'autre de la bande diélectrique varient au niveau de troisième ligne diélectrique non rayonnante. En d'autres termes, une transformation de lignes entre les première et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes effectue au niveau de la troisième ligne diélectrique non rayonnante.

En outre, dans la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes ' dessus présentée, les intervalles existant entre les plans conducteurs régions de coupure de la troisième ligne diélectrique non rayonnante peuvent être fixés à des longueurs fixes qui sont plus grandes que celles des intervalles des plans conducteurs des régions de coupure de la première ligne diélectrique non rayonnante. En outre, la longueur de la direction de propagation ondes électromagnétiques dans la troisième ligne diélectrique non rayonnante peut être fixée de façon à valoir approximativement 1/4 de la longueur d'onde de ligne. Selon cette disposition, la longueur de la troisième ligne diélectrique non rayonnante faisant fonction de la transition de lignes est réduite. De plus, lorsqu'une onde réfléchie sur la frontière entre les première et troisième lignes diélectriques non rayonnantes se synthétise avec une onde réfléchie sur la frontière entre les troisième et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes, ces deux ondes réfléchies s'annulent, et la transformation de ligne a lieu en même temps qu'une réduction des réflexions et des pertes. Selon un troisième aspect de l'invention, il est proposé un composant ligne diélectrique non rayonnante comportant les première deuxième lignes diélectriques non rayonnantes décrites ci-dessus, la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes étant disposée au niveau de la jonction entre les première et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes. Par exemple, lorsqu'on forme un seul module en combinant une pluralité composants de circuit d'ondes millimétriques, la jonction de lignes entre les composants est formée par la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, et la courbe dans chaque composant est formée par la première ligne diélectrique non rayonnante.

outre, la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes est disposée entre les première et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes. ce fait, par exemple, lorsqu'on utilise un guide d'ondes NRD hyper au titre de la première ligne diélectrique non rayonnante et un guide d'ondes NRD normal au titre de la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, le composant de ligne diélectrique non rayonnante selon l'invention présente une taille générale compacte et peut réduire les pertes de transmission tout exploitant les caractéristiques des deux guides d'ondes.

De plus, dans le composant de ligne diélectrique rayonnante dessus mentionné, deux éléments de deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes peuvent être disposés à une distance prédéterminée afin de former un coupleur directif, et les premières lignes diélectriques non rayonnantes peuvent etre disposées aux extrémités des deux lignes diélectriques non rayonnantes via les troisièmes lignes diélectriques non rayonnantes. L'énergie du champ électrique de la deuxième ligne diélectrique non rayonnante se distribue plus largement que celle de la première ligne diélectrique non rayonnante. Ainsi, la disposition ci-dessus mentionnée permet d'augmenter l'intensité du couplage entre les deux deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes formant le coupleur directif. En outre, avec cette intensité de couplage accrue, puisque la longueur de la partie de couplage se trouvant entre les deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes peut être diminuée, on peut miniaturiser le composant dans son ensemble.

Selon un quatrième aspect de l'invention, il est proposé un appareil d'antenne comportant le coupleur directif ci-dessus décrit. Dans cet appareil d'antenne, le coupleur directif est divisé en une section mobile et une section fixe suivant la direction de propagation des ondes électromagnétiques au niveau de la partie ' les deux lignes diélectriques non rayonnantes formant le coupleur directif sont couplées l'une à l'autre. La section fixe comporte une lentille diélectrique, et la section mobile comporte un radiateur primaire, ou source primaire. Le radiateur primaire reçoit un signal transmis via le coupleur directif envoie signal reçu de la part de la lentille électrique au coupleur directif.

De cette manière, un déplacement relatif de la section mobile rapport à la section fixe permet de déplacer la directivité d'un faisceau tout en couplant le circuit de la section fixe au radiateur primaire via le coupleur directif.

Selon un autre aspect de l'invention, il est proposé un appareil de transmission sans fil comportant le composant de ligne diélectrique non rayonnante ou l'appareil d'antenne ci-dessus afin de former un appareil transmission d'ondes millimétriques, un radar d'ondes millimétriques, etc.

La description suivante, conçue à titre d'illustration de l'invention, vise à donner une meilleure compréhension de ses caractéristiques et avantages elle s'appuie sur les dessins annexés, parmi lesquels la figure 1 est une vue en perspective, partielle, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un premier mode réalisation de l'invention ; les figures 2A, 2A', 2B, 2C représentent des vues en coupe de transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes comportant les parties voisines les figures 3A et 3B sont des vues en perspective, partielles, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un deuxième mode de réalisation de l'invention ; la figure 4 est une vue en perspective, partielle, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un troisième mode de réalisation de l'invention ; les figures 5A et 5B sont des vues en perspectives, partielles, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un quatrième mode de réalisation de l'invention<B>;</B> la figure 6 est une vue en perspective, partielle, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un cinquième mode réalisation de l'invention ; la figure 7 représente une vue de dessus et une vue de côté de transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon le cinquième mode de 'alisation ; figure 8 est une vue en perspective, partielle, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un sixième mode de réalisation l'invention ; la figure 9 représente une vue de dessus et une vue de côté la transition lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon le sixième mode de réalisation<B>;</B> figure 10 représente une vue de dessus et une vue de côté d'une autre transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon le sixieme mode de réalisation ; figure 11 est une vue en perspective, partielle, d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un septième mode de réalisation l'invention ; la figure 12 est une vue en perspective, partielle, d'un composant de ligne diélectrique non rayonnante, qui est utilisé pour l'évaluation, selon un huitième mode de réalisation de l'invention ; la figure 13 est un graphe montrant les caractéristiques du composant ci-dessus présenté selon le huitième mode de réalisation ; figure 14 est une vue en perspective, partielle, de la structure coupleur directif selon un neuvième mode de réalisation de l'invention ; figure 15 est une vue en perspective d'un coupleur directif contenu dans un appareil d'antenne selon un dixième mode de réalisation de l'invention figure 16 présente une vue de dessus et une vue en coupe de l'appareil d'antenne ci-dessus présenté ; et figure 17 est un schéma fonctionnel d'un module de radar à ondes millimétriques selon un onzième mode de réalisation de l'invention.

va maintenant donner, en liaison avec les figures 1 et 2A, 2A', 2B, la description d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un premier mode de réalisation de l'invention.

figure 1 présente une vue en perspective de la structure d'une unité de transformation, dans laquelle une plaque conductrice supérieure a été retirée. Les figures 2A', 2B, 2C sont des vues en coupe de lignes diélectriques non rayonnantes. plaque conductrice supérieure 2 présente une configuration dans laquelle le dessus et le dessous de la plaque conductrice inférieure 1 représentée sur la figure sont basculés. Les plaques conductrices supérieure 1 et inférieure 2 forment des plans conducteurs parallèles en regard. Une bande diélectrique 3 est disposée entre les deux plaques conductrices 1 et 2. Sur la figure 1, un guide d'ondes NRD normal est désigné par l'abréviation NNRD et un guide d'ondes NRD hyper est désigné par l'abréviation HNRD. Des vues en coupe des guides d'ondes sont présentées sur les figures 2A et 2C. En d'autres termes, dans le guide d'ondes NRD normal, l'intervalle entre les plans conducteurs formés par les plaques conductrices 1 et est fixé de façon à être approximativement égal à la hauteur de la bande diélectrique 3, comme on peut le voir sur la figure 2A. Alors, une région dans laquelle une onde électromagnétique de mode LSMOI et une onde électromagnétique de mode LSEoi se propagent est formée sur la bande diélectrique 3. En outre, région de coupure d'onde est formée dans l'espace existant entre les plans conducteurs des plaques conductrices supérieure et inférieure de part et d'autre de la bande diélectrique 3. En outre, comme on peut le voir sur la figure 2C, dans la région du guide d'ondes NRD hyper, des rainures en regard sont formées dans plaques conductrices 1 et 2 de manière que la bande diélectrique 3 s'y ajuste. Avec cette disposition, les intervalles entre les plans conducteurs formés par les plaques conductrices supérieure et inférieure de part et d'autre de la bande diélectrique 3 sont rétrécis de manière à former une région de propagation dans laquelle onde de mode LSMoI, formant un mode unique, se propage sur la bande diélectrique 3, tandis qu'une région de coupure d'onde est formée dans l'espace de chaque côté de la bande diélectrique 3.

En ce qui concerne le guide d'ondes NRD normal et le guide d'ondes NRD hyper, la hauteur de la bande diélectrique, qui équivaut à la direction des intervalles formés entre les plans conducteurs des plaques conductrices de la bande diélectrique 3 reste inchangée. Toutefois, la largeur de la bande selon une direction parallèle aux plans conducteurs est rendue plus large dans la région du guide d'ondes NRD normal tandis que sa largeur est rendue plus étroite dans la région du guide d'ondes NRD hyper. Avec cette disposition, la taille de la bande diélectrique 3 est déterminée de façon à procurer les caractéristiques électriques les plus appropriées dans la bande de fréquences utilisée. De plus, la profondeur de chaque rainure g du guide d'ondes NRD hyper est fixée de manière que la fréquence de coupure du mode LSMOI soit inférieure à la fréquence de coupure du mode LSEOI en fonction des longueurs des intervalles séparant les plans conducteurs des deux côtés de la bande diélectrique.

Sur la figure 1 et les figures 2A, 2A', 2B, 2C, la région de transition de lignes est équivalente à une troisième ligne diélectrique non rayonnante se trouvant entre le guide d'ondes NRD hyper, soit HNRD, faisant fonction d'une première ligne diélectrique non rayonnante, et le guide d'ondes NRD normal, soit NNRD, faisant fonction d'une deuxième ligne diélectrique non rayonnante. Dans cette région, la transformation de ligne entre le guide d'ondes NRD hyper et le guide d'ondes NRD normal a lieu. Dans la région de transformation de ligne, la profondeur de la rainure g formée dans chaque plaque conductrice est amenée à être graduellement moins profonde en allant du guide d'ondes HNRD au guide d'ondes NNRD, et les intervalles séparant les plans conducteurs des plaques conductrices de part et d'autre de la bande diélectrique 3 deviennent graduellement plus larges suivant une forme en cône. De plus, la largeur de la bande diélectrique 3 s'élargit elle aussi graduellement suivant une forme en cône, du guide d'ondes HNRD au guide d'ondes NNRD.

Avec la structure ci-dessus présentée, il y a de petits changements dans les impédances des lignes au niveau de la frontière entre le guide d'ondes HNRD et la transition de lignes et au niveau de la frontière entre l'unité de transformation et le guide NNRD, et les réflexions sur ces frontières peuvent être supprimées. Par conséquent, on peut supprimer les pertes de transmission qui sont liées à la transformation de ligne.

Pour fixer la bande diélectrique 3 du guide d'ondes NNRD sur les plaques conductrices 1 et 2, comme on peut le voir sur la figure 2A', des rainures g relativement peu profondes peuvent être formées l'intérieur des plaques conductrices 1 et 2 de façon que la bande diélectrique 3 s'ajuste dans les rainures g.

Les figures 3A et 3B présentent deux exemples d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un deuxième mode de réalisation de l'invention. Les figures 3A et 3B présentent toutes deux des vues en perspective de la structure, où les plaques conductrices supérieures ont été retirées. Chacune des plaques conductrices supérieures présente une configuration dans laquelle le dessus et le dessous d'une plaque conductrice inférieure 1 sont basculés. Une bande diélectrique 3 est ajustée dans des rainures formées dans les plaques conductrices supérieure et inférieure afin de former un guide d'ondes HNRD, un guide d'ondes NNRD et, entre eux, une transition de lignes. Dans l'exemple représenté sur la figure 1, la distance de transition de lignes sur laquelle les profondeurs des rainures des plaques conductrices 1 et 2 varient graduellement coïncide avec la distance sur laquelle la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône. Toutefois, comme on peut le voir sur la figure 3A, selon une autre possibilité, les profondeurs des rainures des plaques conductrices peuvent être modifiées sur une distance plus longue que la distance sur laquelle la direction en largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône. Au contraire, comme représenté sur la figure 3B, les profondeurs des rainures des plaques'conductrices peuvent varier sur une distance plus courte que la distance sur laquelle la direction en largeur de bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône.

On va maintenant donner, en liaison avec la figure 4, la description d'un exemple d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un troisième mode de réalisation de l'invention.

La figure 4 est une vue en perspective de la transition de lignes, où une plaque conductrice supérieure a été retirée. La plaque conductrice supérieure présente une configuration dans laquelle le dessus et le dessous de la plaque conductrice inférieure 1, représentés sur la figure 4, sont basculés. Par comparaison avec l'exemple de la figure 1, il est clair que les profondeurs des rainures des plaques conductrices supérieure et inférieure varient de manière échelonnée dans la région de la transition de lignes formée entre le guide d'ondes HNRD et le guide d'ondes NNRD. En d'autres termes, les intervalles existant entre plaques conductrices supérieure et inférieure de part et d'autre de bande diélectrique 3 sont élargis d'une manière échelonnée dans la direction allant du guide d'ondes HNRD au guide d'ondes NNRD.

Avec la disposition ci-dessus présentée, puisque l'impédance de ligne ' pas-à-pas, on peut supprimer la réflexion provoquée par une partie de discontinuité de la ligne. De ce fait, on peut également réduire les pertes de transmission au niveau de la transition de lignes.

Les figures 5A et 5B présentent deux autres exemples d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un quatrième mode de réalisation de l'invention. Chacune des figures 5A et 5B présente une vue en perspective de la transition de lignes, où la plaque conductrice supérieure a été retirée. La plaque conductrice supérieure possède une configuration, où le dessus et le dessous de la plaque conductrice inférieure 1 représentés sur chacune des figures, sont basculés. Dans l'exemple représenté sur la figure 4, la distance de la transition de lignes sur laquelle les profondeurs des rainures formées dans les plaques conductrices 1 et 2 varient échelon par échelon coïncide avec la distance sur laquelle la largeur de la bande diélectrique 3 varie échelon par échelon suivant une forme en cône.

Toutefois, comme représenté sur la figure 5A, les profondeurs des rainures peuvent être modifiées suivant une forme échelonnée sur une distance plus longue que la distance sur laquelle la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône. Au contraire, comme on peut le voir sur la figure 5, les profondeurs des rainures peuvent être modifiées suivant une forme échelonnée sur une distance plus courte que la distance sur laquelle la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône.

On va maintenant donner, en liaison avec les figures 6 et 7, la description d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un cinquième mode de réalisation de l'invention.

La figure 6 est une vue en perspective de la transition de lignes, où la plaque conductrice supérieure a été retirée. La figure 7 montre une vue de dessus et une vue de côté de la structure dans la même situation. Dans ce mode de réalisation, la longueur de ligne de la transition de lignes entre le guide d'ondes HNRD et le guide d'ondes NNRD est indiquée par le symbole de référence L. Sur la longueur de ligne L, sont formées des rainures moins profondes que les rainures du guide d'ondes HNRD afin que les profondeurs des rainures soient modifiées totalement suivant une forme en cône. De plus, lorsque la longueur d'onde de la ligne équivaut à %,g, la longueur de ligne L de la transition de lignes est fixée environ Xg/4. Par exemple, lorsqu'on utilise la bande 76 GHz, comme représenté sur la figure 7, la permittivité relative de la bande diélectrique 3 est fixée à 2,04, sa hauteur est fixée à 1,8 mm, la largeur du guide d'ondes HNRD est fixée 1,2 mm, la largeur du guide d'ondes NNRD est fixée 2,0 mm, et la longueur de la transition de lignes est fixée à 1,35 mm. Dans ces conditions, la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône au niveau de la transition de lignes. Les profondeurs des rainures du guide d'ondes HNRD sont fixées à 0,5 mm, et les profondeurs des rainures au niveau de la transition de lignes sont fixées à 0,32 mm. De ce fait, les intervalles existant entre les plans conducteurs des deux côtés de la bande diélectrique 3 du guide d'ondes HNRD sont fixés 0,8 mm (soit 1,8 - 2 x 0,5), et les intervalles existant entre les plans conducteurs de part et d'autre de la bande diélectrique 3 de la transition de lignes sont fixés 1,16 mm (soit 1,8 - 0,32 x 2). De cette manière, en fixant la longueur de ligne L de la transition de lignes<I>à</I> 7g14, l'onde réfléchie sur la frontière formée entre le guide d'ondes HNRD et la transition de lignes se synthétise avec l'onde réfléchie sur la frontière entre le guide d'ondes NNRD et la transition de lignes, grâce à quoi les deux ondes réfléchies se réfléchissant en direction du guide d'ondes HNRD et du guide d'ondes NNRD sont annulées: Alors, on peut réduire les caractéristiques de réflexion en fixant de manière optimale les profondeurs des rainures de la transition de lignes de façon que les intensités des deux ondes réfléchies puissent être approximativement égales.

On va maintenant donner, en liaison avec les figures 8, 9 et 10, la description d'une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un sixième mode de réalisation de l'invention.

La figure 8 est une vue en perspective de la transition lignes, la plaque conductrice supérieure a été retirée. Les figures 9 et 10 présentent des vues de dessus et des vues de côté indiquant les dimensions des sections dans le cas de deux bandes de fréquences différentes appliquées. Dans ce mode de réalisation, les rainures de la transition de lignes sont moins profondes que les rainures du guide d'ondes HNRD et les profondeurs des rainures varient suivant une forme échelonnée. Ainsi, la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône dans la direction de la longueur de ligne sur une distance plus longue que la distance sur laquelle les profondeurs des rainures varient suivant une forme échelonnée.

La figure 9 montre les dimensions de sections dans le cas s'appliquant à la bande de 76 GHz, et la figure 10 montre des dimensions de sections dans le cas s'appliquant à la bande de 76 GHz. Dans cette situation, lorsque la longueur de la distance sur laquelle les profondeurs des rainures varient sur forme échelonnée est fixée à environ Xg/4, les ondes réfléchies peuvent s'annuler du fait de la synthèse des ondes réfléchies au niveau des parties où les profondeurs des rainures varient. De ce fait, on peut obtenir des caractéristiques de réflexion réduites.

La figure 11 représente une transition de lignes diélectriques hybrides non radiatives selon un septième mode de réalisation de l'invention. Cette figure est une vue en perspective de la transition de lignes, où la plaque conductrice supérieure a été retirée. Dans cet exemple, les profondeurs des rainures varient suivant une forme échelonnée du fait que les rainures de la transition lignes sont rendues moins profondes que les rainures du guide d'ondes HNRD. Au contraire du cas représenté sur la figure 8, la largeur de la bande diélectrique 3 varie suivant une forme en cône sur une distance plus courte que la distance sur laquelle les profondeurs des rainures sont modifiées suivant forme échelonnée. Lorsque l'impédance de ligne du guide d'ondes HNRD est indiquée par le numéro de référence Z1 et que l'impédance de lignes du guide d'ondes NNRD est indiquée par le numéro de référence Z2, les profondeurs des rainures de la transition de lignes sont fixées de sorte que l'impédance de ligne de la transition de lignes faisant fonction de la troisième ligne diélectrique non rayonnante équivaut à (Z1xZ2). Selon cette disposition, on peut obtenir adaptation d'impédance entre le guide d'ondes HNRD et le guide d'ondes NNRD.

La figure 12 représente un circuit d'évaluation utilisant transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon un huitième mode de réalisation de l'invention, et la figure 13 est un graphe montrant exemple des caractéristiques du circuit.

La figure 12 est une vue en perspective du circuit où la plaque conductrice supérieure a été retirée. La plaque conductrice supérieure possède une configuration où le dessus et le dessous de la plaque conductrice inférieure 1 sont basculés. Ces plaques conductrices sont disposées de manière que la bande diélectrique 3 s'ajuste dans les rainures des plaques conductrices supérieure et inférieure. La structure de circuit comportant des transitions de lignes et des lignes diélectriques prenant en sandwich les transitions de lignes est la meure que celle représentée sur la figure 8. Dans ce circuit, partant d'un accès n 1 pour aller à un acces n 2, une onde électromagnétique se propage séquentiellement dans un premier guide d'ondes HNRD, une première transition de lignes, guide d'ondes NNRD, une deuxième unité de transformation, et un deuxième guide d'ondes HNRD.

La figure 13 montre les caractéristiques de transmission l'accès n 1 à l'accès n 2 du circuit d'évaluation et les caractéristiques de réflexion de l'accès n à l'accès n 2. Dans ce cas, une ligne continue indique un résultat d'analyse obtenu au moyen d'un calcul (simulation), et une ligne en trait interrompu indique le résultat obtenu par une mesure réelle. Toutefois, le résultat d'analyse ne contient pas les pertes de transmission des lignes. De cette manière, on trouve qu'il est possible d'obtenir des caractéristiques de pertes de réflexion faibles de pertes d'insertion faibles en utilisant la transition de lignes représentée sur la figure 8.

On va maintenant expliquer, en liaison avec la figure 14, un coupleur directif faisant fonction d'exemple d'un composant de ligne diélectrique non rayonnante selon un neuvième mode de réalisation de l'invention.

La figure 14 est une vue en perspective du coupleur directif, où plaque conductrice supérieure a été retirée. La plaque conductrice supérieure est disposée de telle manière que le dessus et le dessous de celle-ci sont basculés rapport à une plaque conductrice inférieure 1. Dans le coupleur directif, comme on peut le voir sur la figure 12, sont prévues deux lignes. Chacune des lignes possède des guides d'ondes HNRD utilisés comme accès d'entrée/sortie et un guide d'ondes NNRD disposé entre deux transitions lignes. De cette manière, en disposant les guides d'ondes NNRD parallèlement entre eux à une distance prédéterminée, les deux lignes assurent un couplage champ électromagnétique entre eux. L'intensité du couplage entre les guides d'ondes HNRD plus grande que l'intensité de couplage entre les guides d'ondes NNRD. En outre l'intervalle existant entre les bandes diélectriques des deux guides d'ondes HNRD est plus large que l'intervalle existant entre bandes diélectriques des deux guides d'ondes NNRD. De ce fait, l'intensité de couplage entre guides d'ondes HNRD est augmentée. Ainsi, le rapport de dérivation du coupleur directif est déterminé par les longueurs des guides d'ondes NNRD.

Comme décrit ci-dessus, les guides d'ondes HNRD sont utilisés comme accès d'entrée/sortie du coupleur directif. Ainsi, même si une courbe se trouve arbitrairement disposée en chacune des parties d'entrée et de sortie du coupleur directif, il n'y a pas de pertes par transformation de mode au niveau de la courbe. plus, puisque l'intensité de couplage entre les guides d'ondes NNRD est élevée on peut former le composant de ligne diélectrique non rayonnante même lorsque la précision dimensionnelle qui est nécessaire pour former les intervalles entre les deux bandes diélectriques est réduite. De plus, même avec des guides d'ondes NNRD ayant des longueurs courtes, on peut obtenir une intensité de couplage prédéterminée. Par conséquent, il est possible de miniaturiser le composant dans son ensemble.

On va maintenant expliquer, en liaison avec les figures et 16, la structure d'un appareil d'antenne selon un dixième mode de réalisation de l'invention.

La figure 15 est une vue en perspective montrant un coupleur directif formé entre une section mobile et une section fixe disposées dans appareil d'antenne. De la même façon, sur cette figure, on a retiré la plaque conductrice supérieure. La plaque conductrice supérieure est disposée de façon que son dessus et dessous sont basculés par rapport à la plaque conductrice inférieure. Une ligne formée sur la plaque conductrice 1 a constitue la section fixe, tandis qu'une ligne formée sur la plaque conductrice lb forme la section mobile. La partie où la transformation de lignes s'effectue séquentiellement à partir d'un guide d'ondes HNRD, d'une première transition de lignes, et d'un guide d'ondes NNRD, pour arriver à une deuxième transition de lignes et un deuxième guide d'ondes HNRD, équivaut à une partie formant une moitié du coupleur directif de la figure 14. Sur la section mobile, une transition de lignes est disposée entre un guide d'ondes HNRD et un guide NNRD. Les guides d'ondes NNRD de la section mobile et de la section fixe sont disposés de manière rapprochée parallèlement l'un l'autre à une distance prédéterminée. Les deux guides d'ondes NNRD assurent un couplage de champ électromagnétique entre eux de manière à former le coupleur directif. La longueur de couplage L du coupleur directif équivaut la longueur du guide d'ondes NNRD se trouvant sur la section mobile. Ainsi, en fixant de manière appropriée la longueur L, on peut fixer le degré de couplage du coupleur directif à 0 dB, et la puissance est fournie par un circulateur à un radiateur, ou source, primaire, tandis que les pertes de transmission sont maintenues à un niveau bas. En outre, le signal reçu par le radiateur primaire est transmis au circulateur tandis qu'on maintient des pertes de transmission faibles.

La figure 16 montre une structure comportant le coupleur directif de la figure 15 ainsi que le radiateur primaire qui lui est connecté, et la relation existant entre les parties et une lentille électrique. Sur la figure 16, la partie supérieure constitue une vue de dessus de la structure, où la plaque conductrice supérieure a été retirée. La partie inférieure représente une vue en coupe de la section mobile et la relation entre la section mobile et la lentille diélectrique. Une terminaison est connectée à l'un des guides d'ondes HNRD sur la section fixe. Une courbe est formée sur l'autre guide d'ondes HNRD afin d'assurer la connexion avec le circulateur. Un radiateur primaire 4, formé d'un résonateur diélectrique, est disposé à une extrémité du guide d'ondes HNRD de la section mobile. Comme on peut le voir dans la vue en coupe de la figure 16, une ouverture 5 est disposée au niveau de la partie de la lentille diélectrique 6 du radiateur primaire 4. Le radiateur primaire 4 assure un couplage électromagnétique avec un mode LSMoi se propageant dans une bande diélectrique 3b, et résonne sous l'action d'un mode HElil ayant sa composante de champ électrique suivant la même direction que la direction du champ électrique de la bande diélectrique 3b. Ensuite, une onde électromagnétique linéairement polarisée est rayonnée dans la direction perpendiculaire à la plaque conductrice 2b via l'ouverture 5. L'onde rayonnée, qui converge sous l'action de la lentille diélectrique 6, forme un faisceau donné. Au contraire, lorsque l'onde électromagnétique ayant convergé sous l'action de la lentille diélectrique 6 est appliquée en entrée depuis l'ouverture 5, le radiateur primaire 4 s'excite dans le mode HEIII, ce par quoi une onde électromagnétique du mode LSMOI se propage dans la bande diélectrique 3b se couplant au radiateur primaire 4 et est transmise au circulateur via le coupleur directif. Avec cette disposition, il est produit un actionneur permettant de déplacer la section mobile par rapport à la section fixe. Lorsque la section mobile se déplace dans les directions des flèches de la figure 16, le radiateur primaire 4 se déplace l'intérieur de la surface focale notable de la lentille diélectrique 6. De ce fait, il est possible d'assurer un balayage pour les directivités d'un faisceau d'onde émis et d'un faisceau d'onde reçu.

La figure 17 est un schéma fonctionnel montrant la structure d'un module de radar à ondes millimétriques selon un onzième mode de réalisation de l'invention. Dans ce cas, le symbole de référence VCO désigne un oscillateur commandé par tension possédant un élément d'émission de lumière tel qu'une diode de Gunn de façon à moduler la fréquence d'oscillation. Un guide d'ondes NRD est formé de telle manière que le signal d'oscillation se propage sur un trajet allant d'un isolateur suivi d'un coupleur et d'un circulateur pour arriver un radiateur primaire, en séquence. Dans cette situation, un coupleur directif disposé entre une section fixe et une section mobile du radiateur primaire possède la structure représentée sur chacune des figures 15 et 16. Le signal reçu de la part du radiateur primaire est transmis, via le circulateur, à un mélangeur. Le mélangeur mélange un signal local envoyé depuis le coupleur avec le signal reçu pour produire un signal de fréquence intermédiaire. Un circuit de traitement de signaux détecte la distance à un objet détecté et la vitesse relative sur la base de la relation existant entre le signal de fréquence intermédiaire amplifié par un amplificateur de fréquence intermédiaire et le signal de modulation du VCO afin de les délivrer à un appareil principal.

En-dehors de l'exemple présenté sur la figure 17, l'invention peut être appliquée à un appareil de transmission en ondes millimétriques qui émet un signal à ondes millimétriques via une ligne diélectrique non rayonnante, ou analogues.

Dans chacun des modes de réalisation ci-dessus présenté, on forme les deux plans conducteurs parallèles en disposant les plaques conductrices supérieure et inférieure de façon qu'elles soient en regard. Ces plaques conductrices peuvent être des plaques métalliques. Sinon, on peut former les plaques utilisées dans l'invention en disposant des pellicules conductrices sur des surfaces de plaques diélectriques ou de plaques isolantes.

Comme décrit ci-dessus, selon le premier et le deuxième aspect de l'invention, dans la région de la troisième ligne diélectrique non rayonnante faisant fonction de la transition de lignes, les profondeurs des rainures servant à ajuster la bande diélectrique varient, et les intervalles entre les plans conducteurs dans les régions de coupure de et d'autre de la bande diélectrique varient par conséquent. Avec cette disposition, il est réalisé une transformation de ligne entre les première et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes. De ce fait, la "deuxième transition lignes" décrite dans la publication de demande de brevet non examinée japonais n 1l-195 910 est inutile. Par conséquent, puisqu'aucune région spéciale n'est nécessaire aussi bien dans la direction de la largeur que dans celle de la longueur de la bande diélectrique de la transition de lignes, la structure totale peut être rendue compacte.

En outre, puisque la longueur de ligne de la troisième ligne diélectrique non rayonnante faisant fonction de la transition de lignes est diminuée, il est possible de simplifier la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes. En outre, l'onde réfléchie au niveau de la frontière entre les première et troisième lignes diélectriques non rayonnantes et l'onde réfléchie au niveau de la frontière entre troisième et deuxième lignes diélectriques non rayonnantes sont efficacement annulées. De ce fait, on peut réaliser une transformation de ligne tout maintenant des pertes de réflexion faibles et des pertes de transmission faibles.

Selon le troisième aspect de l'invention, par exemple, la première ligne diélectrique non rayonnante constituée par le guide d'ondes NRD hyper et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante est constituée par le guide d'ondes NRD normal. Ainsi, tout en exploitant les caractéristiques de ces guides d'ondes, on peut former un composant de ligne diélectrique non rayonnante globalement compact qui possède des pertes de transmission faibles.

En outre, puisque l'intensité du couplage entre les deux lignes diélectriques non rayonnantes formant le coupleur directif est augmentée, il n'est besoin d'aucune precision dimensionnelle élevée dans les régions où les deux lignes diélectriques non rayonnantes sont disposées. De ce fait, on peut facilement réaliser coupleur directif présentant un rapport de dérivation prédéterminé. En outre, la "deuxième transition de lignes" décrite dans la publication de demande de brevet non examinée japonais n 11-195 910 est inutile. Ainsi, puisqu'aucune région spéciale n'est nécessaire dans la direction de la largeur de la bande diélectrique de la transition de lignes, on peut facilement rétrécir les intervalles existant entre les deux lignes diélectriques non rayonnantes formant le coupleur directif. Avec cette disposition, on peut obtenir une intensité de couplage élevée entre les deux lignes. Par conséquent, puisque les longueurs de ligne des parties de couplage peuvent être rendues plus courtes il est possible de miniaturiser le composant dans son ensemble.

Selon le quatrième aspect de l'invention, au moyen du déplacement relatif la section mobile par rapport à la section fixe, tandis 'on maintient le couplage entre le circuit de la section fixe et le radiateur primaire via le coupleur directif, est possible de déplacer la directivité d'un faisceau. outre, puisque le coupleur directif peut être rendu compact et que le poids de la section mobile peut être diminué, il est possible de miniaturiser l'unité de déplacement. De ce fait, on peut facilement réaliser un balayage de faisceau à grande vitesse grâce au déplacement rapide de la section mobile.

Selon le cinquième aspect de l'invention par exemple, on peut produire un appareil compact de transmission en ondes millimétriques ou un radar à ondes millimétriques compact possédant le composant de ligne diélectrique non rayonnante ou l'appareil d'antenne décrit ci-dessus.

Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, à partir des dispositifs dont la description vient d'être donnée à titre simplement illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et modifications ne sortant pas du cadre de l'invention.

Claims (7)

REVENDICATIONS

1. Transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes, caracterisée en ce qu'elle comprend deux plaques conductrices (1, 2) formant des plans conducteurs en regard l'un de l'autre qui sont approximativement parallèles ; des premières rainures formées dans les positions, situees en regard, des deux plaques ; une première ligne diélectrique non rayonnante formée une bande diélectrique (3) disposée entre les premières rainures situées en regard une deuxième ligne diélectrique non rayonnante formée une bande diélectrique (3) disposée entre les deux plaques conductrices situées en regard ; des deuxièmes rainures formées entre la première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, les profondeurs des deux rainures variant graduellement tout en se poursuivant depuis les premieres rainures ; et une troisième ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique (3) disposée dans les deuxièmes rainures afin de former une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes qui connecte la première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante.

2. Transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes, caracterisée en ce qu'elle comprend deux plaques conductrices (1, 2) formant des plans conducteurs en regard l'un de l'autre qui sont approximativement parallèles ; des premières rainures formées dans les positions, situees en regard, des deux plaques ; une première ligne diélectrique non rayonnante formée une bande diélectrique (3) disposée entre les premières rainures situées en regard une deuxième ligne diélectrique non rayonnante formée une bande diélectrique (3) disposée entre les deux plaques conductrices situées en regard ; des deuxièmes rainures formées entre la première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante, les profondeurs des deux rainures variant d'une manière échelonnée tout en se poursuivant depuis les premières rainures ; et une troisième ligne diélectrique non rayonnante formée par une bande diélectrique (3) disposée dans les deuxièmes rainures afin de former une transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes qui connecte la première ligne diélectrique non rayonnante et la deuxième ligne diélectrique non rayonnante.

3. Transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes selon la revendication 2, caractérisée en ce que les rainures de troisième ligne diélectrique non rayonnante ont des longueurs fixes, et la longueur de la direction de propagation des ondes électromagnétiques est fixée façon à valoir approximativement le quart de la longueur d'onde de la ligne.

4. Composant de ligne diélectrique non rayonnante, caractérisé en ce qu'il comprend la première ligne diélectrique non rayonnante, deuxième ligne diélectrique non rayonnante et la transition de lignes diélectriques hybrides non rayonnantes définies dans l'une quelconque des revendications 1 a 3.

5. Composant de ligne diélectrique non rayonnante selon la revendication 4, caractérisé en ce que deux éléments des deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes sont disposés à une distance prédéterminée afin de former coupleur directif, et les premières lignes diélectriques non rayonnantes sont disposées aux extrémités des deux deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes via les troisièmes lignes diélectriques non rayonnantes.

6. Appareil d'antenne, caractérisé en ce qu'il comprend le coupleur directif défini dans la revendication 5, lequel est divisé en une section mobile et une section fixe suivant la direction de propagation des ondes 'lectromagnétiques au niveau de la partie où les deux deuxièmes lignes diélectriques non rayonnantes formant le coupleur directif sont couplées l'une à l'autre ; une lentille diélectrique fixe (6) ; et un radiateur primaire disposé dans la section mobile afin de rayonner un signal transmis via le coupleur directif à la lentille diélectrique et d'envoyer au coupleur directif un signal reçu de la part de la lentille diélectrique.

7. Appareil de transmission sans fil, caractérisé en ce qu'il comprend le composant de ligne diélectrique non rayonnante défini dans l'une quelconque des revendications 4 et 5 ou bien l'appareil d'antenne défini dans la revendication 6.