FR2867617A1 - Dispositif de perturbation de la propagation d'ondes electromagnetiques, procede de fabrication et application correspondants - Google Patents
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Abstract
L'invention concerne un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, comprend au moins un bloc élémentaire comprenant une matrice diélectrique et des trous conducteurs, réalisés dans ladite matrice, revêtus d'un matériau conducteur, et adaptés à la perturbation de la propagation des ondes. Dans deux modes de réalisation particuliers de l'invention, la matrice diélectrique et les trous conducteurs constituent un métamatériau ou un matériau à bande interdite photonique. L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un tel dispositif de perturbation. L'invention concerne aussi une application de ce procédé, pour la réalisation d'une antenne immergée dans un dispositif comprenant des matériaux à bande interdite photonique interconnectés par des composants actifs.
Description
Dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques,
procédé de fabrication et application correspondants.
1. Domaine de l'invention Le domaine de l'invention est celui des ondes électromagnétiques, préférentiellement dans la gamme des micro-ondes (300 MHz à 300 GHz).
Plus précisément, l'invention concerne un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, ainsi qu'un procédé de fabrication d'un tel dispositif.
L'invention a de nombreuses applications, telles que par exemple, dans le cas des micro-ondes: - les communications radio: fonction rayonnement (antennes à faisceau directif, à faisceau dépointable, à faisceau d'ouverture variable, antenne fonctionnant sur plusieurs fréquences,...), fonction guidage (filtres en guide d'ondes,...) ; l'imagerie micro-ondes.
De façon classique, de tels dispositifs de perturbation sont réalisés avec des matériaux métallo diélectriques artificiels, associant une matrice diélectrique (typiquement une mousse de polymère) et des îlots métalliques répartis dans la matrice diélectrique.
Ces îlots métalliques peuvent être: soit de petites tailles par rapport à la longueur d'onde du signal se propageant dans le dispositif; les matériaux artificiels ainsi obtenus sont alors appelés métamatériaux ; soit répartis de façon périodique ou pseudopériodique, avec des dimensions comparables à la longueur d'onde du signal se propageant dans le dispositif; les matériaux artificiels ainsi obtenus sont alors appelés cristaux photoniques ou matériaux à bande interdite photonique (matériaux BIP).
Les notions de métamatériaux et matériaux BIP sont discutées par exemple dans l'article Les métamatériaux: évolution ou révolution ? (17ème Colloque International Optique Hertzienne et diélectriques; 3-4 septembre 2003; D. Lippens) (voir notamment le paragraphe II).
Le comportement diélectrique et magnétique de ces matériaux artificiels dépend de la dilution et du type des îlots métalliques distribués dans le milieu d'accueil.
Pour les métamatériaux, on peut ainsi obtenir des constantes diélectriques effectives négatives, des perméabilités négatives, et par voie de conséquence des phénomènes de propagation tout à fait insolites comme des vitesses de phase et de groupe opposées, des effets doppler inversés, un indice de réfraction négatif,...
Pour les matériaux BIP, la transmission du signal dans le milieu périodique ou quasi-périodique se fait de manière sélective en fréquence et permet ainsi des fonctions de filtrage fréquentiel, ou permet également de réaliser un filtrage spatial.
Les connexions entre les différents îlots métalliques apportent évidemment une modification importante des propriétés de filtrage et ceci peut être mis à profit pour contrôler les propriétés du matériau. Ce type de connexions entre îlots métalliques peut être mis en oeuvre grâce à des composants actifs, par exemple des diodes PIN. Dans ce cas, lorsque les diodes PIN sont polarisées, l'ensemble des îlots connectés forme alors un seul motif conducteur plus grand, dont la réponse électromagnétique est naturellement très différente.
2. Solutions de l'art antérieur Traditionnellement, les matériaux métallo diélectriques artificiels, associant une matrice diélectrique et des îlots métalliques, sont réalisés avec: - des fils métalliques (c'est-à-dire des tiges pleines) ou des motifs métalliques gravés sur des circuits imprimés; - des jeux d'entretoises ou de couches de mousse, formant la matrice diélectrique et servant de cale ou de support pour les fils métalliques ou les circuits imprimés.
Les structures actuelles des matériaux métallo diélectriques artificiels présentent plusieurs inconvénients.
Un premier inconvénient des structures actuelles précitées est qu'elles ne sont pas simples à réaliser sous forme industrielle. Cette difficulté de réalisation est encore accrue lorsqu'il s'agit d'intégrer des composants actifs au dispositif de perturbation et/ou lorsqu'une antenne doit être immergée au centre du dispositif de perturbation (cas d'une antenne à matériaux BIP par exemple).
Un autre inconvénient des structures actuelles précitées est qu'elles sont inhomogènes puisque les constantes diélectriques des mousses sont faibles (généralement comprises entre 1,02 et 1,25) alors que les couches de circuits imprimés usuels ont des constantes diélectriques plus élevées (généralement comprises entre 2,2 (verre téflon) et 4,5 (verre époxy)).
Encore un autre inconvénient des structures actuelles précitées est qu'elles ne permettent la disposition d'îlots métalliques que dans les plans des couches, et non orthogonalement à celles-ci.
3. Objectifs de l'invention L'invention a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.
Plus précisément, l'un des objectifs de la présente invention est de fournir un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, présentant une simplicité de réalisation sous forme industrielle, tout en étant compatible avec de nombreuses applications.
L'invention a également pour objectif de fournir un tel dispositif possédant une structure homogène en terme de constante diélectrique.
Un autre objectif de l'invention est de fournir un tel dispositif permettant la disposition d'îlots métalliques dans deux directions orthogonales (par exemple des îlots verticaux et des îlots horizontaux).
4. Caractéristiques essentielles de l'invention Ces différents objectifs, ainsi que d'autres qui apparaîtront par la suite, sont atteints selon l'invention à l'aide d'un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, comprenant au moins un bloc élémentaire comprenant: - une matrice diélectrique; des trous conducteurs, réalisés dans ladite matrice, revêtus d'un matériau conducteur, et adaptés à la perturbation de la propagation des ondes.
Le principe général de l'invention consiste donc à réaliser au moins certains des îlots conducteurs (généralement métalliques), compris dans les matériaux métallo diélectriques artificiels, avec des trous (par exemple cylindriques) recouverts d'un matériau conducteur. Ainsi, la fabrication de dispositifs de perturbation de la propagation des ondes électromagnétiques est grandement simplifiée.
Avantageusement, lesdits trous conducteurs sont de dimensions pertinentes faibles par rapport à une longueur d'onde d'un signal se propageant dans le dispositif, de façon que la matrice diélectrique et les trous conducteurs constituent un métamatériau.
Selon une variante avantageuse, lesdits trous conducteurs sont de dimensions pertinentes comparables à une longueur d'onde d'un signal se propageant dans le dispositif et sont répartis de façon périodique ou pseudo-périodique, de façon que la matrice diélectrique et les trous conducteurs constituent un matériau à bande interdite photonique.
Dans les deux cas précités (métamatériaux et matériaux BIP), les dimensions pertinentes des trous conducteurs appartiennent par exemple au groupe comprenant: les longueurs des trous conducteurs, les distances des trous conducteurs, le rapport entre le rayon de la section circulaire des trous conducteurs et la distance entre les trous conducteurs (parfois appelé rapport d'aspect ou rapport de dilution), etc. Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif comprend au moins deux blocs élémentaires et des moyens de fixation des blocs élémentaires entre eux.
Ainsi, on réalise un volume global de matériaux métallo diélectriques artificiels par association de blocs élémentaires. Tout type de moyens de fixation peut être envisagé : jeu de tenons et mortaises, colle,...
Avantageusement, le dispositif comprend en outre des moyens de liaison électrique entre au moins certains trous conducteurs d'un bloc élémentaire donné et au moins certains trous conducteurs d'un autre bloc élémentaire fixé audit bloc élémentaire donné par lesdits moyens de fixation.
Les moyens de liaison entre trous conducteurs sont par exemple des tenons cylindriques en cuivre rentrés à force dans des trous conducteurs cylindriques se trouvant sur les faces adjacentes de deux blocs élémentaires.
Dans un premier mode de réalisation avantageux de l'invention, le dispositif comprend une superposition de tranches, et en ce que chaque bloc élémentaire constitue une tranche, dite tranche à trous conducteurs, de ladite superposition de tranches.
Comme indiqué par la suite, la superposition de tranches peut comprendre des tranches de différents types: tranches à trous conducteurs, tranches intermédiaires d'isolation, tranches intermédiaires d'interconnexion,... La nature volumique (3D) des réseaux d'îlots conducteurs (dipôles transversaux ou planaires, boucles transversales ou planaires,...) résulte de la superposition des tranches.
De façon avantageuse, ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dit tranche intermédiaire d'isolation, intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition afin de les isoler l'une de l'autre.
Avantageusement, ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche à trous conducteurs particulière, dite tranche à motifs transversaux, comprenant des motifs transversaux conducteurs réalisés avec lesdits trous conducteurs.
De façon avantageuse, les motifs transversaux conducteurs sont des dipôles transversaux constitués chacun par l'un d'une pluralité de trous conducteurs qui sont disposés périodiquement suivant une direction z et débouchent sur chacune des faces de ladite tranche à dipôles transversaux.
Avantageusement, les motifs transversaux conducteurs sont des boucles transversales constituées chacune par: - deux trous conducteurs adjacents d'une pluralité de trous conducteurs qui sont disposés périodiquement suivant une direction z et débouchent sur chacune des faces de ladite tranche à boucles transversales; sur une première face de la tranche à boucles transversales, une première piste conductrice reliant de premières extrémités desdits deux trous conducteurs adjacents; sur une seconde face de la tranche à boucles transversales, une seconde piste conductrice s'étendant à partir de secondes extrémités desdits deux trous conducteurs adjacents, ladite seconde piste étant coupée ou non coupée selon que la boucle est ouverte ou fermée.
De façon avantageuse, ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dite tranche à motifs planaires, dont au moins une face comporte des motifs planaires conducteurs.
Selon une caractéristique avantageuse, lesdits motifs planaires conducteurs appartiennent au groupe comprenant des dipôles planaires et des boucles planaires.
Avantageusement, ladite superposition de tranches comprend au moins une première tranche comprenant des dipôles, transversaux et/ou planaires, et au moins une seconde tranche comprenant des boucles, transversales et/ou planaires, ladite seconde tranche étant confondue avec ou distincte de ladite première tranche.
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dit tranche intermédiaire d'interconnexion, intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition et comprenant des composants actifs permettant de relier sélectivement au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'une des deux tranches adjacentes à au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'autre des deux tranches adjacentes. Ledit dispositif comprend en outre des moyens de commande desdits composants actifs.
En d'autres termes, une tranche intermédiaire d'interconnexion sert de support de composants électroniques utiles pour modifier le type d'interconnexion (par exemple pour assurer un court-circuit ou au contraire assurer un circuit ouvert).
Avantageusement, lesdits composants actifs sont compris dans l'épaisseur et/ou sur au moins une face de ladite tranche intermédiaire d'interconnexion.
Selon une caractéristique avantageuse, le dispositif comprend en outre au moins une antenne comprenant elle-même au moins un élément d'antenne conducteur compris dans une tranche de ladite superposition de tranches.
De cette façon, la technique selon l'invention permet de réaliser des antennes immergées dans les matériaux métallo diélectriques artificiels (métamatériaux ou matériaux BIP) dont les îlots conducteurs sont des trous conducteurs. Les antennes peuvent être vues comme une variété particulière d'îlots conducteurs, qui sont connectés à un module d'alimentation extérieur (ce sont alors réellement des éléments rayonnants) ou sont isolés (ce sont alors des éléments parasites diffractants).
Dans un deuxième mode de réalisation avantageux de l'invention, dans chaque 30 bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant trois directions x, y et z, de façon à former un réseau 3D de fils métalliques.
Dans un troisième mode de réalisation avantageux de l'invention, dans chaque bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant trois directions x, y et z, et chaque bloc élémentaire comprend en outre des trous non conducteurs réalisés dans ladite matrice et coupant au moins certains desdits trous conducteurs, de façon à former un réseau 3D de motifs conducteurs séparés.
Dans un quatrième mode de réalisation avantageux de l'invention, dans chaque bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant une direction z, et chaque bloc élémentaire comprend en outre des trous non conducteurs réalisés dans ladite matrice et coupant lesdits trous conducteurs en tronçons de trous conducteurs constituant chacun un dipôle, de façon à former un réseau 3D de dipôles.
On notera que dans les deuxième, troisième et quatrième mode de réalisation précités, la nature volumique (3D) des réseaux d'îlots conducteurs (fils métalliques, motifs conducteurs séparés, dipôles,...) existe déjà dans chaque bloc élémentaire. Par motifs conducteurs séparés, on entend par exemple des croisillons, des boucles fermées ou ouvertes,...
L'invention concerne également un procédé de fabrication d'un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de fabrication d'un bloc élémentaire, exécutée au moins une fois et comprenant elle-même les étapes suivantes: on prépare une matrice diélectrique; on réalise des trous dans ladite matrice diélectrique; on revêt au moins lesdits trous avec un matériau conducteur, de façon à former des trous conducteurs adaptés à la perturbation de la propagation des ondes.
Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape d'assemblage consistant à fixer au moins deux blocs élémentaires entre eux.
De façon avantageuse, ladite étape de fixation d'au moins deux blocs élémentaires entre eux est précédée d'une étape d'insertion de moyens de liaison électrique entre au moins certains trous conducteurs d'un bloc élémentaire donné et au moins certains trous conducteurs d'un autre bloc élémentaire fixé audit bloc élémentaire donné.
Dans un mode de réalisation avantageux de l'invention, chaque bloc élémentaire est fabriqué sous la forme d'une tranche, dite tranche à trous conducteurs. Par ailleurs, ladite étape d'assemblage consiste à réaliser une superposition de tranches dont au moins une est une tranche à trous conducteurs.
Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape de fabrication d'une tranche intermédiaire d'isolation comprenant elle-même une étape de préparation d'une matrice diélectrique sous la forme d'une tranche. Par ailleurs, au cours de ladite étape d'assemblage, ladite tranche intermédiaire d'isolation est intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition afin de les isoler l'une de l'autre.
De façon avantageuse, le procédé comprend en outre une étape de réalisation de pistes conductrices et/ou de motifs planaires conducteurs sur au moins une face d'au moins une desdites tranches, de façon que ladite tranche comprenne des motifs transversaux conducteurs et/ou des motifs planaires conducteurs.
Avantageusement, le procédé comprend en outre une étape de fabrication d'une tranche intermédiaire d'interconnexion comprenant elle-même les étapes suivantes: on prépare une matrice diélectrique sous la forme d'une tranche; on reporte des composants actifs dans l'épaisseur et/ou sur au moins une face de ladite tranche. En outre, au cours de ladite étape d'assemblage, ladite tranche intermédiaire d'interconnexion est intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition, de sorte que les composants actifs permettent de relier sélectivement au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'une des deux tranches adjacentes à au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'autre des deux tranches adjacentes.
De façon avantageuse, le procédé comprend en outre une étape d'insertion d'au moins un élément d'antenne conducteur dans au moins une desdites tranches, de façon que ledit dispositif comprenne au moins une antenne.
L'invention concerne aussi une application du procédé précité, pour la réalisation d'une antenne immergée dans un dispositif comprenant des matériaux à bande interdite photonique interconnectés par des composants actifs.
5. Liste des figures D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention, donné à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels: - la figure 1 présente un exemple de réseau 3D de fils métalliques interconnectés par association de blocs élémentaires selon l'invention; la figure 2 présente une portion d'un exemple de bloc élémentaire selon l'invention comprenant des motifs de type boucle ouverte, réalisés par coupure de trous métallisés; - la figure 3 présente un exemple de bloc élémentaire selon l'invention comprenant des motifs de type dipôle, réalisés par coupure de trous métallisés; - la figure 4 présente un exemple de tranche à dipôles transversaux selon l'invention; la figure 5 présente un exemple de réseau 3D de dipôles transversaux selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4) et de tranches intermédiaires d'isolation; la figure 6 présente un exemple de tranche à boucles transversales selon l'invention; la figure 7 présente un exemple de réseau 3D de boucles transversales selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à boucles transversales (selon la figure 6) et de tranches intermédiaires d'isolation; - la figure 8 présente un exemple de tranche à boucles planaires selon l'invention; la figure 9 présente un exemple de réseau 3D mixte de dipôles transversaux et boucles planaires selon l'invention, obtenu par superposition de deux tranches à dipôles transversaux et boucles planaires, une tranche à boucles planaires et deux tranches intermédiaires d'isolation; la figure 10 présente un exemple de tranche intermédiaire d'interconnexion selon l'invention, avec composants actifs transversaux; - la figure 11 présente un exemple de tranche intermédiaire d'interconnexion selon l'invention, avec composants actifs transversaux et planaires; - la figure 12 présente un exemple de réseau 3D de dipôles transversaux selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4) et de tranches intermédiaires d'interconnexion avec composants actifs transversaux (selon la figure 10) ; - la figure 13 présente un exemple de réseau 3D de dipôles transversaux selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4) et de tranches intermédiaires d'interconnexion avec composants actifs transversaux et planaires (selon la figure 11) ; la figure 14 présente un exemple d'antenne monopôle immergée dans un réseau 3D de dipôles transversaux, selon l'invention; la figure 15 présente une vue globale de la partie antennaire proprement dite d'un exemple d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention; - la figure 16 est une vue agrandie d'une partie de la figure 15, présentant la jonction de l'âme du coaxial avec le trou métallisé du monopôle; - les figures 17A à 17D présentent la constitution progressive du noyau de matériaux BIP et l'intégration de l'antenne monopôle, pour l'exemple précité d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention (voir figures 15 et 16) ; - la figure 18 présente une vue globale du distributeur des tensions de contrôle des composants actifs, compris dans l'exemple précité d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention (voir figures 15 et 16).
6. Description de modes de réalisation particuliers de l'invention L'invention concerne donc une technique de réalisation d'un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, du type comprenant des matériaux métallo diélectriques artificiels (métamatériaux ou matériaux BIP), associant une matrice diélectrique et des îlots conducteurs.
Selon l'invention, on réalise au moins certains des îlots conducteurs (ou îlots métalliques dans la suite de la description) avec des trous conducteurs, c'est-à-dire des trous recouverts d'un matériau conducteur.
Dans la suite de la description, on décrit successivement les deux techniques suivantes pour réaliser, selon l'invention, un réseau 3D d'îlots conducteurs: - technique n l (décrite ci-après en relation avec les figures 1 à 3) assemblage d'une pluralité de blocs élémentaires comprenant chacun un sous-réseau 3D d'îlots conducteurs (fils métalliques, motifs conducteurs séparés, dipôles) à base de trous métallisés; technique n 2 (décrite ci- après en relation avec les figures 4 à 18) : superposition d'une pluralité de tranches dont au moins une tranche à motifs transversaux (c'est-à-dire une tranche comprenant des motifs (dipôles, boucles,...) réalisés avec des trous métallisés) ; cette superposition de tranches comprenant également une ou plusieurs tranches d'un autre type: tranches à motifs planaires, tranches intermédiaires d'isolation, tranches intermédiaires d'interconnexion,...
Dans les deux techniques précitées, le procédé de fabrication selon l'invention comprend une étape de fabrication de chaque bloc élémentaire (ou tranche à motifs transversaux, selon la terminologie de la technique n 2), comprenant par exemple les étapes suivantes: préparation d'un bloc de mousse formant une matrice diélectrique, par usinage sous forme parallélépipédique par exemple; perçage de trous dans le bloc de mousse; trempage d'au moins une partie du bloc de mousse dans un bain de métallisation permettant le dépôt du métal sur la surface des trous et au moins une partie de la surface externe du bloc de mousse; - découpe finale du bloc de mousse pour retirer ou laisser partiellement le métal déposé sur une partie de la surface externe du bloc de mousse, ou éventuellement les graver.
L'étape de trempage est par exemple réalisée selon la technique décrite dans la demande de brevet français n FR 2 780 319, publiée le 31 décembre 1999, ayant pour titre Procédé de revêtement de mousse pour la fabrication d'éléments d'antennes et dont le texte est inséré ici par référence. On notera que dans ce document de l'art antérieur, le bloc de mousse peut présenter un trou et/ou une fente pouvant être intégralement métallisé(s). Toutefois, ce trou métallisé n'a qu'une fonction d'alimentation de plans eux-mêmes métallisés et n'a donc pas, contrairement à la pluralité de trous métallisés de la présente invention, pour objet de perturber de façon prédéterminée la propagation d'ondes électromagnétiques.
Selon une variante, l'étape de trempage correspond à un dépôt de résine conductrice. D'autres variantes peuvent bien sûr être envisagées.
On décrit maintenant, en relation avec la figure 1, un exemple de réseau 3D de fils métalliques interconnectés par association de quatre blocs élémentaires selon l'invention, référencés 1, à 14.
Sur la figure 1, les blocs référencés 11 et 14 sont déjà associés entre eux, de même que les blocs référencés 12 et 13. L'étape suivante de l'assemblage va ici consister à assembler entre eux les blocs référencés 1, et 12, ainsi que les blocs référencés 13 et 14.
Chaque bloc élémentaire comprend des trous cylindriques métallisés, formant un réseau de fils métalliques interconnectés et disposés périodiquement suivant les trois directions X, Y et Z. La période spatiale peut être identique ou différente suivant ces trois directions. Dans cet exemple, chaque bloc élémentaire comprend douze trous, répartis en trois lots de quatre trous chacun. Les quatre trous d'un même lot s'étendent entre deux faces opposées du bloc élémentaire.
L'association entre blocs élémentaires se fait dans cet exemple par un jeu de tenons/mortaises (par exemple référencé 2, pour l'association des blocs référencés 1, et 12).
Les liaisons entre fils métalliques (c'est-à-dire entre trous métallisés) se font par exemple par tenons cylindriques en cuivre du même diamètre que les trous métallisés cylindriques qu'ils relient. Par exemple, les tenons métalliques référencés 31 à 34 assurent les liaisons électriques entre des trous métallisés des blocs référencés 1, et 12.
La figure 2 présente une portion d'un exemple de bloc élémentaire selon l'invention comprenant des motifs de type boucle ouverte, réalisés par coupure de trous métallisés.
La réalisation de motifs périodiques 3D composés de trous interconnectés suit la même démarche technologique que celle expliquée ci-dessus en relation avec la figure 1. Un réseau complémentaire de trous, non métallisés cette fois-ci, permet de couper les fils métallisés que constituent les trous métallisés de la figure 1, et ainsi réaliser des motifs conducteurs séparés, comme des croisillons, des boucles fermées ou ouvertes,...
La portion de bloc élémentaire présentée sur la figure 2 comprend deux boucles ouvertes 21, 22. Les coupures par des trous non métallisés sont référencées 23.
On rappelle que les boucles jouent un rôle important dans les propriétés des matériaux métallo diélectriques artificiels. En particulier, de même qu'un réseau de fils métalliques conduit à un matériau à permittivité négative pour une fréquence inférieure à la fréquence plasma, un réseau de boucles conduit à un matériau à perméabilité négative.
Les boucles sont par exemple générées grâce à une matrice initiale de trous métallisés (voir figure 1), recoupés ensuite par des trous non métallisés.
La figure 3 présente un exemple de bloc élémentaire selon l'invention comprenant des motifs de type dipôle, réalisés par coupure de trous métallisés.
Ces motifs de type dipôle sont les plus simples à réaliser. A partir de trous métallisés initiaux, il est possible de réaliser ces motifs par des coupures (c'est-à-dire des trous non métallisés) appropriées.
Dans cet exemple, le bloc élémentaire comprend deux rangées 31a, 31b de quatre trous métallisés initiaux, qui s'étendent selon la direction z entre la face supérieure et la face inférieure du bloc élémentaire, et sont coupés chacun en trois dipôles. Au total, deux rangées 32a, 32b dequatre trous non métallisés (coupures selon la direction X) sont nécessaires (chaque trou non métallisé coupant deux trous métallisés initiaux).
De façon commune aux figures 3 à 8, 12 et 13, les périodes spatiales suivant les directions X, Y et Z sont référencées a, b et c respectivement.
Dans la suite de la description, on présente à travers différents exemples la technique n 2 précitée selon l'invention (dispositif de perturbation comprenant une superposition de tranches).
La figure 4 présente un exemple de tranche à dipôles transversaux selon l'invention. Les dipôles sont réalisés à partir de trous métallisés, selon la direction Z et débouchant sur chacune des faces supérieure et inférieure de la tranche. Dans cet exemple, seize trous métallisés sont répartis selon une matrice 4x4. La périodicité des dipôles (motifs) peut être différente suivant les 3 axes X,Y et Z. Les tranches à dipôles transversaux peuvent être associées directement entre elles. Dans ce cas, des liaisons entre dipôles peuvent être obtenues par exemple par des mandrins cylindriques métalliques (comme il a été déjà explicité, en relation avec la figure 1, à propos de l'association de blocs de réseaux 3D de fils interconnectés).
Comme illustré sur la figure 5, une autre manière d'associer les tranches de dipôles est de les séparer grâce à des tranches intermédiaires d'isolation. Les tranches d'isolation séparant les tranches de dipôles peuvent être constituées par un matériau identique ou différent du matériau support des tranches de dipôles.
Dans l'exemple de la figure 5, la superposition de tranches comprend trois tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4), référencées 51, 53 et 55, et deux tranches intermédiaires d'isolation, référencées 52 et 54.
Comme il a été indiqué précédemment, le maintien des différentes tranches entre elles est par exemple réalisé grâce à un jeu de tenons et mortaises. Une fixation plus robuste consiste à coller entre elles les différentes tranches. On obtient alors un bloc de matériau usinable.
La figure 6 présente un exemple de tranche à boucles transversales selon l'invention.
Dans ce cas, les boucles sont perpendiculaires aux surfaces supérieure et inférieure de la tranche. Pour chaque boucle: les deux brins verticaux 61, 62 sont réalisés grâce à deux trous métallisés joignant les deux faces de la tranche. Sur ces deux faces se trouvent des pistes métalliques formant des éléments de liaison entre les trous métallisés. Sur la face inférieure, on trouve une piste conductrice 64 reliant une première extrémité des deux trous métallisés précités. Sur la face supérieure, on trouve une piste conductrice 63 reliant une seconde extrémité des deux trous métallisés précités et qui est coupée en son centre, de façon que la boucle soit ouverte.
Dans le cas (non illustré) d'une boucle fermée, on ne crée pas de coupure dans la piste de la face supérieure.
Les pistes des faces inférieure et supérieure sont par exemple réalisées par une technique de photogravure ou par toute autre technique telle que une technique d'ablation de la couche conductrice surfacique déposée préalablement sur la couche support (matrice diélectrique) ou encore une technique de dépôt sélectif de métal (par exemple par sérigraphie d'un vernis conducteur).
La figure 7 présente un exemple de réseau 3D de boucles transversales selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à boucles transversales (selon la figure 6), référencées 71, 73 et 75, et de tranches intermédiaires d'isolation, référencées 72 et 74.
L'association de plusieurs tranches à boucles transversales 71, 73, 75 permet d'obtenir un réseau volumique. Les différentes tranches à boucles transversales sont espacées entre elles grâce à des tranches intermédiaires 72, 74 servant ici de cales d'épaisseur. Le positionnement et la fixation des tranches entre elles se fait par exemple grâce à un jeu de tenons et mortaises, comme il a été décrit déjà. Ici également une fixation plus robuste consiste à coller entre elles les différentes tranches. On obtient alors un bloc de matériau usinable.
La figure 8 présente un exemple de tranche à boucles planaires selon l'invention. Dans ce cas, les boucles sont parallèles aux surfaces de la tranche. On retrouve la technologie planaire bien connue pour le circuit imprimé. La réalisation des motifs peut être obtenue par différentes techniques: ablation mécanique pure, ablation laser, lithographie, dépôt sérigraphique,... On peut réaliser une tranche avec des motifs sur une ou deux faces. Ainsi, dans l'exemple de la figure 8, chacune des faces supérieure et inférieure de la tranche porte quatre doubles boucles carrées 811 à 814 et 821 à 824 respectivement.
Il est en fait souvent utile de pouvoir coupler des matériaux ayant des propriétés électriques et magnétiques. C'est le cas par exemple des matériaux présentant simultanément une permittivité électrique Er < 0 et une perméabilité magnétique négative r < 0. Ces matériaux conduisent à des indices de réfraction négatifs, focalisation d'ondes à l'aide de lames à faces parallèles...
Dans le cadre de la présente invention, ceci peut être effectué en réalisant un réseau 3D mixte par association de tranches à dipôles (afin d'obtenir un diélectrique à r < 0) et de tranches à boucles conductrices (afin d'obtenir un matériau magnétique à < 0), au moins certains des dipôles et/ou des boucles étant des motifs transversaux réalisés par des trous métallisés (voir exemples des figures 4 et 6). Une même tranche peut également comprendre des motifs transversaux et des motifs planaires.
La figure 9 présente un exemple de réseau 3D mixte de dipôles transversaux et boucles planaires selon l'invention, obtenu par superposition de deux tranches (supérieure et inférieure) à dipôles transversaux et boucles planaires 91, 95, une tranche à boucles planaires 93 et deux tranches intermédiaires d'isolation 92, 94.
Les technologies de réalisation décrites ci-dessus sont compatibles avec l'insertion de composants actifs électroniques. Dans ce cas, les matériaux présenteront des propriétés dépendant de l'état électrique des composants actifs. On peut considérer deux grandes familles de réseaux actifs ou contrôlables: les réseaux filaires ou tubulaires, à base de dipôles transversaux et/ou boucles transversales, interconnectés par des composants actifs électroniques; les réseaux planaires, à base de dipôles planaires et/ou boucles planaires, connectés à des composants électroniques et éventuellement interconnectés entre eux.
Dans tous les cas de figures, un point important est l'interconnexion entre les tranches de dipôles et/ou boucles successives. On utilise pour cela des tranches d'interconnexion.
La figure 10 présente un exemple de tranche intermédiaire d'interconnexion 100 selon l'invention, avec composants actifs transversaux. Par rapport à une tranche d'isolation, cette tranche d'interconnexion est munie en outre d'une collection de petits trous non métallisés. Ces derniers sont destinés à recevoir des composants électroniques dipolaires 101 faisant la liaison entre deux tranches (non représentées) situées au-dessus et au-dessous respectivement de la tranche d'interconnexion 100. L'épaisseur de la tranche d'interconnexion 100 doit bien sûr être compatible avec les dimensions (notamment la hauteur) des composants électroniques 101.
De manière similaire à l'architecture planaire précédemment décrite à propos des motifs planaires (par exemple les boucles conductrices parallèles), on peut interconnecter des composants électroniques dans les plans des tranches d'interconnexion.
La figure 11 présente un tel exemple de tranche intermédiaire d'interconnexion mixte 110 selon l'invention, comprenant un premier réseau de composants électroniques dipolaires 111 dans la tranche (comme dans l'exemple de la figure 10) et un second réseau de composants planaires 112 disposés sur la face supérieure de la tranche d'interconnexion. Les différentes combinaisons de polarisation des composants actifs 111, 112 permettent de créer des motifs conducteurs résultants, de types filaires et boucles par exemple.
La figure 12 présente un exemple de réseau 3D de dipôles transversaux selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4), référencées 121, 123 et 125, et de tranches intermédiaires d'interconnexion avec composants actifs transversaux (selon la figure 10), référencées 122 et 124.
Chaque tranche d'interconnexion 122, 124 est ici de type dipolaire puisqu'elle correspond à la jonction entre des tranches de dipôles tubulaires transversaux. Les électrodes des composants électroniques dipolaires 126 pénètrent dans les trous métallisés correspondant aux dipôles 127 de la tranche située au- dessus et dans les trous correspondant aux dipôles 128 de la tranche située au-dessous. Les liaisons conductrices entre électrodes de composants actifs et trous métallisés sont assurées soit par une soudure type étain classique lorsque l'électrode est accessible, soit par collage avec une colle conductrice et une polymérisation à température convenable (typiquement entre 40 C et 90 C suivant le type de matériau support et le composant actif considéré).
La figure 13 présente un exemple de réseau 3D de dipôles transversaux selon l'invention, obtenu par superposition de tranches à dipôles transversaux (selon la figure 4), référencées 131, 133 et 135, et de tranches intermédiaires d'interconnexion avec composants actifs transversaux et planaires (selon la figure 11), référencées 132 et 134.
Au-delà des exemples des figures 12 et 13, il est clair que dans le cadre de la présente invention, les tranches d'interconnexion peuvent être intercalées entre tous types de tranches à motifs transversaux et/ou planaires.
Par ailleurs, les différents types de tranches (blocs de matériaux stratifiés) décrits ci-dessus en relation avec les figures 4 à 13 peuvent intégrer des motifs conducteurs annexes immergés dans certaines tranches.
La figure 14 présente un exemple simple d'une antenne monopôle immergée dans un réseau 3D de dipôles transversaux, selon l'invention.
Comme dans l'exemple de la figure 5, la superposition de tranches comprend trois tranches à dipôles transversaux, référencées 141, 143 et 145, et deux tranches intermédiaires d'isolation, référencées 142 et 144.
Le monopôle est constitué d'un trou métallisé spécifique (ici tronconique) 146 réalisé dans la tranche de mousse la plus basse 145. Les dipôles transversaux (trous cylindriques métallisés) du réseau entourent l'antenne. L'âme du coaxial d'alimentation est soudée à l'intérieur du trou métallisé tronconique 146 (voir la description de la figure 16 ci-après). Un bouchon métallisé additionnel 147 peut être ajouté pour obtenir la taille optimum du monopôle. Le contact entre le métal du bouchon 147 et le métal du trou métallisé tronconique 146 assure la continuité électrique nécessaire. Selon une variante, une liaison électrique à l'aide d'une colle conductrice ou encore une soudure sur la périphérie supérieure permet un meilleur contact.
La géométrie de l'antenne immergée peut être plus complexe et être reliée à des motifs métalliques voisins: soit des motifs transversaux (dipôles et/ou boucles réalisés dans la tranche elle-même), soit des motifs planaires (dipôles et/ou boucles réalisés sur la surface supérieure et/ou la surface inférieure de certaines tranches (y compris éventuellement les tranches d'interconnexion).
La superposition des différentes tranches 141 à 145 aboutit à une antenne immergée dans le matériau artificiel.
Les tranches d'interconnexion 142, 144 sont représentées ici sans composant actif. Néanmoins un réseau de composants actifs est aussi facilement réalisable sur au moins certaine(s) tranche(s) d'interconnexion.
On présente maintenant, en relation avec les figures 15 à 18, un exemple d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention. Cette antenne est constituée de trois parties: - une partie antennaire proprement dite (voir figures 15 et 16) ; un noyau de matériau artificiel BIP actif à géométrie cylindrique (voir figures 17A à 17D) ; - un distributeur des tensions de contrôle des éléments actifs (voir figure 18).
La figure 15 présente une vue globale de la partie antennaire proprement dite, qui comprend un monopôle 151, un plan de masse inférieur et une jupe métallique 152, et un plan métallique chapeau 153. Le monopôle 151 est du type de celui décrit ci- dessus en relation avec la figure 14, et comprend un trou métallisé tronconique 162 et un bouchon métallisé additionnel 163 (voir la figure 16). Par ailleurs, le monopôle 151 est alimenté directement par un connecteur coaxial 155.
Comme illustré sur la figure 16 (vue agrandie d'une partie de la figure 15), l'âme 161 du connecteur coaxial 155 est soudée à l'intérieur du trou métallisé tronconique 162 du monopôle. Le trou métallisé tronconique 162 du monopôle est complété par un bouchon métallisé additionnel 163, c'està-dire un cylindre métallisé de longueur convenable pour obtenir une adaptation correcte en présence des dipôles actifs.
On a également fait apparaître sur la figure 15 des supports diélectriques 1541 à 1544 participant au maintien de la superposition de tranches (voir figures 17A à 17D).
Les figures 17A à 17D présentent la constitution progressive du noyau de matériaux BIP et l'intégration de l'antenne monopôle, pour l'exemple précité d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention.
Dans ce cas, le noyau de matériaux BIP est constitué de dipôles interconnectés entre eux par des diodes PIN (composants actifs) qui sont passantes à l'état polarisé et ouvertes sinon. Il est réalisé selon la technique des matériaux stratifiés (décrite ci-dessus en relation avec les figures 4 à 14) et constitué de tranches (ou couches) de mousses munies de trous métallisés qui constituent les dipôles. Ces tranches à dipôles transversaux sont interconnectées entre elles par des tranches intermédiaires supportant les diodes.
Sur la figure 17A, la première tranche de dipôles transversaux 171 est surmontée de la première tranche d'interconnexion 172. Le cylindre métallique du monopôle 151 est visible.
Sur la figure 17B, les seconde et troisième tranches de dipôles transversaux 173, 175 ainsi que la seconde tranche d'interconnexion 174 ont été ajoutées. Un tube de centrage diélectrique 176 a également été mis en place au-dessus du cylindre métallique du monopôle 151.
Sur la figure 17C (vue globale du noyau de matériaux BIP), toutes les tranches de dipôles transversaux 171, 173, 175, 178, 180, 182, 184, ainsi que toutes les tranches d'interconnexion 172, 174, 177, 179, 181, 183 sont en place.
La figure 17D est une vue aérienne du seul réseau de diodes PIN 185. Le monopôle 151 et le tube de centrage diélectrique 176 sont également visibles.
La figure 18 présente une vue globale du distributeur des tensions de contrôle des composants actifs, compris dans l'exemple précité d'antenne à BIP cylindrique selon l'invention. Dans cet exemple, le distributeur des tensions de contrôle est directement intégré sur la structure supérieure du noyau de matériaux BIP (voir figure 17C). Il permet à la fois de contrôler la polarisation des diodes PIN (qui sont les composants électroniques choisis ici pour interconnecter les dipôles) et les diodes LED qui indiquent l'état ( ON ou OFF ) de polarisation des diodes PIN.
L'architecture illustrée sur la figure 18 est celle d'un circuit réalisé pour une distribution sur un réseau de 24 alignements de diodes PIN (chaque alignement comprenant 7 diodes). Le distributeur comprend dans ce cas: 24 diodes PIN (formant commutateurs) 194; 24 diodes LED 195; - une borne négative (formée par le plan de masse et la jupe métallique) de polarisation des diodes PIN 191; une borne négative de polarisation des diodes LED 192; une borne positive de polarisation des diodes PIN et LED 193; - des résistances de protection des diodes PIN 196; des résistances de protection des diodes LED 197; - des circuits capacitifs de découplage des diodes PIN 198.
Claims (28)
1. Dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un bloc élémentaire comprenant: une matrice diélectrique; - des trous conducteurs, réalisés dans ladite matrice, revêtus d'un matériau conducteur, et adaptés à la perturbation de la propagation des ondes.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits trous conducteurs sont de dimensions pertinentes faibles par rapport à une longueur d'onde d'un signal se propageant dans le dispositif, de façon que la matrice diélectrique et les trous conducteurs constituent un métamatériau.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits trous conducteurs sont de dimensions pertinentes comparables à une longueur d'onde d'un signal se propageant dans le dispositif et sont répartis de façon périodique ou pseudopériodique, de façon que la matrice diélectrique et les trous conducteurs constituent un matériau à bande interdite photonique.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend au moins deux blocs élémentaires et des moyens de fixation des blocs élémentaires entre eux.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce qu'il comprend en outre des moyens de liaison électrique entre au moins certains trous conducteurs d'un bloc élémentaire donné et au moins certains trous conducteurs d'un autre bloc élémentaire fixé audit bloc élémentaire donné par lesdits moyens de fixation.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le dispositif comprend une superposition de tranches, et en ce que chaque bloc élémentaire constitue une tranche, dite tranche à trous conducteurs, de ladite superposition de tranches.
7. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dit tranche intermédiaire d'isolation, intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition afin de les isoler l'une de l'autre.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche à trous conducteurs particulière, dite tranche à motifs transversaux, comprenant des motifs transversaux conducteurs réalisés avec lesdits trous conducteurs.
9. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les motifs transversaux conducteurs sont des dipôles transversaux constitués chacun par l'un d'une pluralité de trous conducteurs qui sont disposés périodiquement suivant une direction z et débouchent sur chacune des faces de ladite tranche à dipôles transversaux.
10. Dispositif selon la revendication 8, caractérisé en ce que les motifs transversaux conducteurs sont des boucles transversales constituées chacune par: deux trous conducteurs adjacents d'une pluralité de trous conducteurs qui sont disposés périodiquement suivant une direction z et débouchent sur chacune des faces de ladite tranche à boucles transversales; sur une première face de la tranche à boucles transversales, une première piste conductrice reliant de premières extrémités desdits deux trous conducteurs adjacents; - sur une seconde face de la tranche à boucles transversales, une seconde piste conductrice s'étendant à partir de secondes extrémités desdits deux trous conducteurs adjacents, ladite seconde piste étant coupée ou non coupée selon que la boucle est ouverte ou fermée.
11. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 10, caractérisé en ce que ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dite tranche à motifs planaires, dont au moins une face comporte des motifs planaires conducteurs.
12. Dispositif selon la revendication 11, caractérisé en ce que lesdits motifs planaires conducteurs appartiennent au groupe comprenant des dipôles planaires et des boucles planaires.
13. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 12, caractérisé en ce que ladite superposition de tranches comprend au moins une première tranche comprenant des dipôles, transversaux et/ou planaires, et au moins une seconde tranche comprenant des boucles, transversales et/ou planaires, ladite seconde tranche étant confondue avec ou distincte de ladite première tranche.
14. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 13, caractérisé en ce que ladite superposition de tranches comprend au moins une tranche particulière, dit tranche intermédiaire d'interconnexion, intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition et comprenant des composants actifs permettant de relier sélectivement au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'une des deux tranches adjacentes à au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'autre des deux tranches adjacentes, et en ce que ledit dispositif comprend en outre des moyens de commande desdits composants actifs.
15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce que lesdits composants actifs sont compris dans l'épaisseur et/ou sur au moins une face de ladite tranche intermédiaire d'interconnexion.
16. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 6 à 15, caractérisé en ce qu'il comprend en outre au moins une antenne comprenant elle-même au moins un élément d'antenne conducteur compris dans une tranche de ladite superposition de tranches.
17. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans chaque bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant trois directions x, y et z, de façon à former un réseau 3D de fils métalliques.
18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans chaque bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant trois directions x, y et z, et en ce que chaque bloc élémentaire comprend en outre des trous non conducteurs réalisés dans ladite matrice et coupant au moins certains desdits trous conducteurs, de façon à former un réseau 3D de motifs conducteurs séparés.
19. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, dans chaque bloc élémentaire, les trous conducteurs sont disposés périodiquement suivant une direction z, et en ce que chaque bloc élémentaire comprend en outre des trous non conducteurs réalisés dans ladite matrice et coupant lesdits trous conducteurs en tronçons de trous conducteurs constituant chacun un dipôle, de façon à former un réseau 3D de dipôles.
20. Procédé de fabrication d'un dispositif de perturbation de la propagation d'ondes électromagnétiques, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de fabrication d'un bloc élémentaire, exécutée au moins une fois et comprenant elle-même les étapes suivantes: on prépare une matrice diélectrique; on réalise des trous dans ladite matrice diélectrique; - on revêt au moins lesdits trous avec un matériau conducteur, de façon à former des trous conducteurs adaptés à la perturbation de la propagation des ondes.
21. Procédé selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'assemblage consistant à fixer au moins deux blocs élémentaires entre eux.
22. Procédé selon la revendication 21, caractérisé en ce que ladite étape de fixation d'au moins deux blocs élémentaires entre eux est précédée d'une étape d'insertion de moyens de liaison électrique entre au moins certains trous conducteurs d'un bloc élémentaire donné et au moins certains trous conducteurs d'un autre bloc élémentaire fixé audit bloc élémentaire donné.
23. Procédé selon l'une quelconque des revendications 20 à 22, caractérisé en ce que chaque bloc élémentaire est fabriqué sous la forme d'une tranche, dite tranche à trous conducteurs, et en ce que ladite étape d'assemblage consiste à réaliser une superposition de tranches dont au moins une est une tranche à trous conducteurs.
24. Procédé selon la revendication 23, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de fabrication d'une tranche intermédiaire d'isolation comprenant elle-même une étape de préparation d'une matrice diélectrique sous la forme d'une tranche, et en ce que, au cours de ladite étape d'assemblage, ladite tranche intermédiaire d'isolation est intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition afin de les isoler l'une de l'autre.
25. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 et 24, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de réalisation de pistes conductrices et/ou de motifs planaires conducteurs sur au moins une face d'au moins une desdites tranches, de façon que ladite tranche comprenne des motifs transversaux conducteurs et/ou des motifs planaires conducteurs.
26. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 25, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape de fabrication d'une tranche intermédiaire d'interconnexion comprenant elle-même les étapes suivantes: on prépare une matrice diélectrique sous la forme d'une tranche; on reporte des composants actifs dans l'épaisseur et/ou sur au moins une face de ladite tranche, et en ce que, au cours de ladite étape d'assemblage, ladite tranche intermédiaire d'interconnexion est intercalée entre deux tranches adjacentes de ladite superposition, de sorte que les composants actifs permettent de relier sélectivement au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'une des deux tranches adjacentes à au moins certains trous conducteurs et/ou motifs planaires de l'autre des deux tranches adjacentes.
27. Procédé selon l'une quelconque des revendications 23 à 26, caractérisé en ce qu'il comprend en outre une étape d'insertion d'au moins un élément d'antenne conducteur dans au moins une desdites tranches, de façon que ledit dispositif comprenne au moins une antenne.
28. Application du procédé selon la revendication 27, pour la réalisation d'une antenne immergée dans un dispositif comprenant des matériaux à bande interdite photonique interconnectés par des composants actifs.
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Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2918803A1 (fr) * | 2007-07-11 | 2009-01-16 | Advanten Soc Par Actions Simpl | Systeme antennaire comprenant un monopole replie a multibrins parasites. |
| US7724180B2 (en) * | 2007-05-04 | 2010-05-25 | Toyota Motor Corporation | Radar system with an active lens for adjustable field of view |
| CN102890989A (zh) * | 2011-04-20 | 2013-01-23 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种高介电常数复合型超材料 |
| CN103296461A (zh) * | 2012-03-01 | 2013-09-11 | 深圳光启创新技术有限公司 | 一种三维超材料片层的制备方法及超材料的制备方法 |
| WO2021145780A1 (fr) | 2020-01-17 | 2021-07-22 | Vasant Limited | Matériau diélectrique artificiel et lentilles de mise au point constituées de celui-ci |
| US20220094076A1 (en) * | 2020-09-23 | 2022-03-24 | Novatel Inc. | Encapsulated multi-band monopole antenna |
| EP3959776A4 (fr) * | 2019-04-26 | 2022-06-22 | Guangzhou Sigtenna Technology Co., Ltd | Matériau diélectrique artificiel et lentilles de mise au point constituées de celui-ci |
| CN116435793A (zh) * | 2023-06-15 | 2023-07-14 | 华南理工大学 | 一种人工介质材料及透镜单元、制造方法和透镜天线 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR3006505B1 (fr) | 2013-05-31 | 2017-02-10 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de perturbation d'une propagation d'ondes electromagnetiques et son procede de fabrication |
| CN105244630A (zh) * | 2015-10-13 | 2016-01-13 | 中国人民解放军空军工程大学 | 新型三维结构宽带超轻吸波材料及其设计方法 |
| CN109728442B (zh) * | 2018-11-19 | 2020-10-16 | 浙江大学 | 一种基于电谐振单元的固态电磁真空材料 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3049464A (en) * | 1956-11-28 | 1962-08-14 | Sperry Rand Corp | Process of manufacturing metalized plastic microwave lens |
| EP0854537A2 (fr) * | 1997-01-16 | 1998-07-22 | Trw Inc. | Système d'antenne ultra-léger et déployable à lentille de guide d'ondes |
-
2004
- 2004-03-10 FR FR0402510A patent/FR2867617B1/fr not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3049464A (en) * | 1956-11-28 | 1962-08-14 | Sperry Rand Corp | Process of manufacturing metalized plastic microwave lens |
| EP0854537A2 (fr) * | 1997-01-16 | 1998-07-22 | Trw Inc. | Système d'antenne ultra-léger et déployable à lentille de guide d'ondes |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| APOSTOLOPOULOS V ET AL: "Gallium-diffused ridge waveguides in sapphire", CONFERENCE ON LASERS AND ELECTRO-OPTICS. (CLEO 2002). TECHNICAL DIGEST. POSTCONFERENCE EDITION. LONG BEACH, CA, MAY 19 - 24, 2002, TRENDS IN OPTICS AND PHOTONICS. (TOPS), WASHINGTON, WA : OSA, US, vol. VOL. 73, 19 May 2002 (2002-05-19), pages 251 - 252, XP010606683, ISBN: 1-55752-706-7 * |
| COYLE S ET AL: "Localised Plasmons in Gold Photonics nanocavities", SUMMARIES OF PAPERS PRESENTED AT THE QUANTUM ELECTRONICS AND LASER SCIENCE CONFERENCE. (QELS 2002). TECHNICAL DIGEST. CONFERENCE EDITION. LONG BEACH, CA, MAY 19 - 24, 2002, TRENDS IN OPTICS AND PHOTONICS. (TOPS), WASHINGTON, WA : OSA, US, vol. VOL. 74, 19 May 2002 (2002-05-19), pages 257 - 258, XP010613028, ISBN: 1-55752-708-3 * |
| LASO M A G ET AL: "Arrangements of via-holes in microstrip lines as metallodielectric periodic structures", MICROWAVE CONFERENCE, 2000 ASIA-PACIFIC SYDNEY, NSW, AUSTRALIA 3-6 DEC. 2000, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, US, 3 December 2000 (2000-12-03), pages 1257 - 1260, XP010545129, ISBN: 0-7803-6435-X * |
| MANN C M ET AL INSTITUTE OF ELECTRICAL AND ELECTRONICS ENGINEERS: "INVITED - Microfabrication of 3D terahertz circuitry", 2003 IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM DIGEST.(IMS 2003). PHILADELPHIA, PA, JUNE 8 - 13, 2003, IEEE MTT-S INTERNATIONAL MICROWAVE SYMPOSIUM, NEW YORK, NY : IEEE, US, vol. VOL. 3 OF 3, 8 June 2003 (2003-06-08), pages 739 - 742, XP010645013, ISBN: 0-7803-7695-1 * |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7724180B2 (en) * | 2007-05-04 | 2010-05-25 | Toyota Motor Corporation | Radar system with an active lens for adjustable field of view |
| FR2918803A1 (fr) * | 2007-07-11 | 2009-01-16 | Advanten Soc Par Actions Simpl | Systeme antennaire comprenant un monopole replie a multibrins parasites. |
| CN102890989A (zh) * | 2011-04-20 | 2013-01-23 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种高介电常数复合型超材料 |
| CN102890989B (zh) * | 2011-04-20 | 2015-04-22 | 深圳光启高等理工研究院 | 一种用于超材料的基材以及一种超材料 |
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| US20220094076A1 (en) * | 2020-09-23 | 2022-03-24 | Novatel Inc. | Encapsulated multi-band monopole antenna |
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