FR2838245A1 - Structure d'antenne compacte - Google Patents

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FR2838245A1
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lens
revolution
antenna
foam
structure according
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Withdrawn
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FR0204196A
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Inventor
Jean Francois Pintos
Corinne Nicolas
Patrice Hirtzlin
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Thomson Licensing SAS
Original Assignee
Thomson Licensing SAS
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q19/00—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic
    • H01Q19/06—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens
    • H01Q19/062—Combinations of primary active antenna elements and units with secondary devices, e.g. with quasi-optical devices, for giving the antenna a desired directional characteristic using refracting or diffracting devices, e.g. lens for focusing
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q13/00—Waveguide horns or mouths; Slot antennas; Leaky-waveguide antennas; Equivalent structures causing radiation along the transmission path of a guided wave
    • H01Q13/02—Waveguide horns
    • H01Q13/0283—Apparatus or processes specially provided for manufacturing horns
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/02—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism
    • H01Q15/08—Refracting or diffracting devices, e.g. lens, prism formed of solid dielectric material

Abstract

La présente invention concerne une structure d'antenne du type comportant une lentille (11) et une antenne-source (12). Elle est constituée par une structure porteuse (10) réalisée par une mousse en un matériau synthétique métallisable, ladite structure présentant sur un côté une première surface de révolution (11) formant lentille et sur le côté opposé, à une distance correspondant à la distance focale (FF') de la lentille, une seconde surface de révolution (12) correspondant à la surface interne de l'antenne-source, cette seconde surface étant métallisée (12').L'invention s'applique notamment dans les réseaux LMDS fonctionnant à 40 GHz.

Description

La présente invention concerne une structure d'antenne, plus
particulièrement une structure d'antenne du type comportant une lentille et une antenne-source telle que, notamment, les antennes utilisées à 40 GHz pour les réseaux LMDS (" Local Multipoint Distribution System " en langue anglaise). Dans les réseaux LMDS fonctionnant à 40 GHz, il est connu d'utiliser au niveau de l'unité externe ou ODU, une structure d'antenne comportant, comme représenté sur la figure 1, une lentille 1 en un matériau o diélectrique associé à une source 2 positionnée au point focal de la lentille, à savoir à une distance f. Les lentilles standards présentent un profil elliptique,
de telle sorte qu'un plan équiphase soit généré en sortie de la lentille.
Dans ce type d 'a nte n n e, le position nement a insi q u e l' al ig ne ment de la source 2 et de la lentille 1, est primordial afin de minimiser les pertes, notamment au niveau du gain et de la polarisation. De plus, il est important de respecter le gabarit des diagrammes de rayonnement imposé par le système ou par un standard comme par exemple le standard ETSI EN 301 215-3. De ce fait, comme représenté sur la figure 2, la lentille 1 et la source 2 sont assemblées l'une avec l'autre par l'intermédiaire d'un dispositif de o maintien 3 qui peut être réalisé en une matière plastique rigide. L'utilisation
de ce dispositif de maintien est le plus souvent un élément perturbateur vis-
à-vis du diagramme de rayonnement.
La présente invention a donc pour but de proposer une nouvelle structure d'antenne compacte du type comportant une lentille et une antenne-source permettant de limiter au maximum l'utilisation d'éléments perturbateurs. D'autre part, la présente invention permet la réalisation d'une
structure d'antenne compacte et peu coûteuse.
En conséquence, la présente invention a pour objet une structure d'antenne du type comportant une lentille et une antenne-source, o caractérisoe en ce qu'elle est constituée par une structure porteuse réalisée par une mousse en un matériau synthétique métallisable, ladite structure présentant sur un côté une première surface de révolution formant lentille et sur le côté opposé, à une distance correspondant à la distance focale de la lentille, une seconde surface de révolution correspondant à la surface interne
de l'antenne-source, cette seconde surface étant métallisée.
L'utilisation d'une structure en un seul morceau telle que décrite cidessus permet d'envisager une source associée à sa lentille sans réglage de la distance focale et sans réglage de l'alignement ni de l'orientation de la source. Cette structure permet aussi d'éviter l'utilisation de dispositifs de maintien perturbateurs. Elle est de mise en _uvre simple et permet d'obtenir
une structure à coût réduit.
o Selon un mode de réalisation préférentiel, La mousse en un matériau synthétique présente une permittivité úr<2, de préférence une permittivité égale à 1.56. A titre d'exemple, la mousse en matériau synthétique est constituée par du polystyrène ou du polypropylène expansé chargé en matériau diélectrique. De plus, le matériau utilisé pour la
métallisation est. par exemple, du cuivre.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, la surface de révolution formant lentille est recouverte d'une couche de protection. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention
o appara^rtront à la lecture de la description d'un mode de réalisation
préférentiel, cette description étant faite avec référence aux dessins ci
annexés dans lesquels: La figure 1 déjà décrite est une vue en coupe schématique d'un
ensemble antenne-source et lentille conforme à l'art antérieur.
La figure 2 est une vue en coupe schématique de l'antenne de la figure 1 avec une structure de maintien classique, et La figure 3 est une vue en coupe schématique d'une structure d'antenne compacte comportant une lentille et une antenne source conforme
à la présente invention.
so Pour simplifier la description dans les figures, les mêmes éléments
portent les mêmes références.
Comme représenté sur la figure 3, la structure d'antenne conforme à la présente invention est constituce par une structure compacte en un seul bloc 10. Cette structure est réalisée en une mousse à faible densité en un matériau synthétique. Cette mousse présente une permittivité úr<2. A titre d'exemple, la mousse est du polystyrène expansé chargé en matériau diélectrique tel que des céramiques eVou de l'oxyde de titane TiO2. Dans ce cas, la mousse présente une permittivité úr de 1.56. La mousse peut aussi
étre constituée par du polypropylène ou tout autre matériau du méme type.
Comme représenté sur la figure 3, la structure 10 comporte une o première surface de révolution 11. Cette surface de révolution 11 présente un profil elliptique ayant pour axe principal, I'axe M. Cette surface de
révolution 11 constitue la partie lentille de la structure.
Conformément à la présente invention, pour protoger la mousse faible densité réalisant la partie lentille, une couche 11' de protection est de préférence déposée sur la première surface de révolution 11. Cette couche de protection est réalisée par un film du type polypropylène ou polyéthylène, de préférence très fin pour étre transparent vis-à-vis des fréquences RF. Ce film assure une protection mécanique et contre l'environnement de la partie
formant lentille.
o D'autre part, comme représenté sur la figure 3, la structure 10 comporte une seconde surface de révolution 12 autour du méme axe M. Cette seconde surface de révolution 12 est recouverte d'une métallisation 12', par exemple en cuivre, de manière à former une antenne-source. La distance entre la sortie de l'antenne-source symbolisée par le point F et le
:s point F' correspond à la distance focale.
On décrira maintenant un procédé de fabrication de la structure de la figure 3. Selon un mode de réalisation préférentiel, la structure 10 est so obtenue en moulant par injection sous pression vapeur, la mousse faible densité dans un moule présentant la structure souhaitée. Le moule est réalisé de manière connue en métal de type aluminium D'autre part, conformément à l'invention, la seconde surface de révolution 12 de la structure 10 est recouverte d'une métallisation en cuivre en utilisant, par exemple, le procédé décrit dans la demande de brevet français 2 780 319 déposée au nom de Université de Rennes. Il est évident pour l'homme de I'art que d'autres types de procédé peuvent être utilisés pour obtenir la structure conforme à la présente invention, notamment des procédés de type
Chemical Vapor Deposition (CVD) ou Physical Vapor Deposition (PVD).
Avec une structure telle que décrite ci-dessus, il n'est plus nécessaire de régler la distance focale entre la lentille et l'antenne-source o associée. Il n'est plus nécessaire de régler l'alignement ni l'orientation de la source. De plus, on évite l'utilisation de dispositifs de maintien qui perturbent les diagrammes de rayonnement. Cette structure est très simple à mettre en _uvre. Elle s'applique notamment aux structures d'antennes de faible dimensions telles que celles utilisées dans les réseaux LMDS fonctionnant à
des fréquences très élevées telles que 40 GHz.

Claims (6)

REVENDICATIONS
1 - Structure d'antenne du type comportant une lentille (11) et une antenne-source (12), caractérisée en ce qu'elle est constituée par une structure porteuse (10) réalisée par une mousse en un matériau synthétique métallisable, ladite structure présentant sur un côté une première surface de révolution (11) formant lentille et sur le côté opposé, à une distance correspondant à la distance focale (FF') de la lentille, une seconde surface de révolution (12) correspondant à la surface interne de l'antenne-source,
o cette seconde surface étant métallisée (12').
2 - Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que la
mousse en matériau synthétique présente une permittivité r 2.
3 - Structure selon la revendication 2, caractérisoe en ce que la
mousse en matériau synthétique présente une permittivité cr = 1.56.
4 - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 3,
caractérisée en ce que la mousse en matériau synthétique est constituée par du polystyrène ou du polypropylène expansé chargé en matériau diélectrique.
- Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 4,
caractérisée en ce que les première et seconde surfaces de révolutions ont
un axe de révolution commun (M).
6 - Structure selon l'une quelconque des revendications 1 à 5,
caractérisée en ce que la surface de révolution formant lentille est recouverte
d'une couche de protection (11').
7 - Structure selon la revendication 6, caractérisoe en ce que la couche de protection est constituce par une film de polypropylène ou de polyéthylène. s 8 - Procédé de fabrication d'une structure selon l'une quelconque
des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comporte:
- une étape de moulage de la structure en mousse, et
- une étape de métallisation de la seconde surface de révolution.
o 9 - Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que 1'étape
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