FR2881886A1 - Antenne multifaisceau de reception - Google Patents

Abstract

Cette antenne multifaisceau de réception comporte:- un réseau d'éléments rayonnants de réception (1),- des moyens de transpositions de fréquence (3, 4) transposant les signaux hyperfréquence captés par le reseau d'éléments rayonnants de réception à une fréquence d'analyse supérieure à la fréquence de réception,- un réseau d'élément rayonnants d'émission (2) sensiblement homothétique du réseau d'éléments rayonnants de réception dans le rapport de la fréquence de réception à la fréquence d'analyse,- des moyens de liaison (5) permettant d'exciter chaque élément rayonnant d'émission (2) par le signal hyperfréquence qui a été capté par l'élément rayonnant de réception (1) lui correspondant par l'homothétie et transposée à la fréquence (3, 4) et- une matrice de détecteurs (6) illuminée par le réseau d'éléments rayonnants d'émission (2) détectant les signaux qui sont rayonnés dans les différentes directions par le réseau d'éléments rayonnants d'émission (2) et qui constituent les signaux de formation de faisceau de l'antenne multifaisceau de réception.

Description

ANTENNE MULTIFAISCEAU DE RECEPTION

La présente invention concerne les antennes multifaisceaux de réception utilisées notamment dans les radars de surveillance et de désignation d'objectifs avec lesquels on désire obtenir rapidement des informations dans un volume de détection important.

Les antennes multifaisceaux de réception comportent un réseau d'éléments rayonnants de réception et un circuit de formation de faisceaux dans les différentes directions de pointage. Le circuit de formation de faisceaux effectue, pour former chaque faisceau, une sommation particulière des signaux hyperfréquences captés par les éléments rayonnants de réception en les affectant entre eux de retards de phase spécifiques et éventuellement d'une pondération minimisant l'amplitude des lobes secondaires.

Il est connu de réaliser un circuit de formation de faisceaux au moyen de structures hyperfréquences telles que les matrices de Buttler qui permettent l'analyse de l'espace dans un plan, mais on aboutit rapidement à un agencement complexe de structures hyperfréquences. Il est également connu de réaliser un circuit de formation de faisceaux à l'aide d'un calculateur mais l'analyse d'un volume important de l'espace nécessite une masse de calculs considérable jusqu'à plusieurs giga opérations par seconde.

La présente invention a pour but de lutter contre ces divers inconvénients en utilisant la propriété naturelle de formation de faisceaux d'une antenne multifaisceau d'émission.

Elle a pour objet une antenne multifaisceau de réception comprenant un réseau d'éléments rayonnants de réception captant des signaux hyperfréquences à une fréquence de réception. Cette antenne comporte en outre: ses moyets de transn si' ' ' 2881886 2 transposant les signaux hyperfréquences captés par le réseau d'éléments rayonnants de réception à une fréquence dite d'analyse supérieure à la fréquence de réception, - un reseau d'éléments rayonnants d'émission 5 sensiblement homothétique du réseau d'éléments rayonnants de réception dans le rapport de la fréquence de réception à la fréquence d'analyse; - des moyens de liaison entre le réseau d'éléments rayonnants de réception et le réseau d'éléments rayonnants d'émission permettant d'exciter chaque élément rayonnant d'émission par le signal hyperfréquence qui a été capté par l'élément rayonnant de réception lui correspondant par l'homothétie et transposé à la fréquence d'analyse par les moyens de transposition et -une matrice de détecteurs illuminée par le réseau d'éléments rayonnants d'émission détectant les signaux qui sont rayonnés dans les différentes directions par le réseau d'éléments rayonnants d'émission et qui constituent les signaux de formation de faisceaux de l'antenne multifaisceau de réception. 20 Selon un mode préféré de réalisation, les moyens de transposition de fréquence comportent - des premiers moyens de changement de fréquence qui sont localisés près des éléments rayonnants de réception et qui transposent les signaux hyperfréquences captés par les éléments rayonnants de réception à une fréquence lumineuse intermédiaire et - des deuxièmes moyens de changement de fréquence qui sont localisés près des éléments rayonnants d'émission et qui transposent à la fréquence d'analyse les signaux lumineux engendrés par les premiers moyens de changement de fréquence tandis que les moyens de liaison sont des fibres optiques acheminant les signaux lumineux issus des premiers moyens de changement de fréquence vers les deuxièmes moyens de changement de fréquence.

D'autres ca.r aetér s ioues et..antagc5 de 15 2881886 3 ressortiront de la description ci-après d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple.

Cette description sera faite en regard du dessin dans lequel - une figure 1 est une représentation d'une antenne multifaisceau de réception selon l'invention, - une figure 2 est une représentation schématique des dispositions de réseaux d'éléments rayonnants de réception et d'émission appartenant à l'antenne multifaisceau de réception selon l'invention et de leurs éléments de liaison, - une figure 3 est un diagramme de rayonnement de formation de faisceau de l'antenne multifaisceau de réception montrée à la figure 1, - une figure 4 est un diagramme de rayonnement de 15 réception d'écartométrie de l'antenne multifaisceau de réception montrée à la figure 1, - une figure 5 illustre un exemple de réalisation de la source lumineuse utilisée dans l'antenne multifaisceau de réception illustrée à la figure 1, - une figure 6 est une représentation schématique d'un module opto-électronique de réception utilisé dans l'antenne multifaisceau de réception illustrée à la figure 1, - une figure 7 montre en perspective un assemblage de convertisseurs de fréquence opto-électroniques, d'éléments rayonnants d'émission et d'une matrice de détecteurs utilisés dans l'antenne multifaisceau de réception montrée à la figure 1, - une figure 8 est une représentation schématique d'un convertisseur de fréquence opto-électronique utilisé dans l'antenne multifaisceau de réception montrée à la figure 1, - une figure 9 détaille en perspective, partiellement écorchée, une matrice de détecteurs appartenant à l'assemblage de la figure 7 et - une figure 10 est une vue de dessus d'un substrat diélectrique portant les éléments d'un détecteur figurant dans la matric: de détee+É,ur-. _i?1u,.atrée à ' fi ge 9.

2881886 4 La figure 1 illustre, de manière schématique, une antenne multifaisceau de réception conforme à l'invention. Celle-ci comporte - un réseau d'éléments rayonnants de réception 1, un réseau d'éléments rayonnants d'émission 2 en nombre égal à celui des éléments rayonnants de réception 1, - un ensemble de modules opto-électroniques de réception 3 en nombre égal à celui des éléments rayonnants de réception 1, placés à proximité de ces derniers, chaque module opto-électronique de réception 3 étant connecté par une entrée électrique à un élément rayonnant de réception 1 et délivrant sur un port optique d'émission un signal lumineux résultant d'une transposition en fréquence d'un signal hyperfréquence capté à une fréquence de réception par l'élément rayonnant de réception 1 auquel il est connecté, cette transposition en fréquence étant réalisée à l'aide d'une première onde lumineuse pilote OL1 reçue sur un port optique de réception d'onde lumineuse pilote, - un ensemble de convertisseurs de fréquence opto-électroniques 4 en nombre égal à celui des éléments rayonnants d'émission 2 placés à proximité de ces derniers, chaque convertisseur de fréquence opto-électronique 4 étant connecté par une sortie électrique à un élément rayonnant d'émission 2 et délivrant sur cette sortie électrique un signal hyperfréquence à une fréquence d'analyse résultant d'une transposition en fréquence d'un signal lumineux émis par un module opto-électronique de réception 3 reçu sur un port optique de réception de signal lumineux, cette transposition en fréquence étant réalisée à l'aide d'une deuxième onde lumineuse pilote OL2 reçue sur un port optique de réception d'onde lumineuse pilote, - un ensemble de fibres optiques 5 reliant individuellement les ports optiques d'émission des modules opto-électroniques de réception 3 aux ports optiques de réception de lumineux d- ,s ^one e ti.-,seurs dr. fréquet r:p 2881886 5 opto-électroniques 4, - une matrice de détecteurs 6 qui sont illuminés par le réseau d'éléments rayonnants d'émission 2 et qui engendrent les signaux de formation de faisceaux de l'antenne multifaisceau de réception en transposant en bande de base les signaux reçus du réseau d'éléments rayonnants d'émission 2, la transposition étant réalisée à l'aide d'une onde hyperfréquence pilote OL3 à la fréquence d'analyse qui est égale à la différence des fréquences des deux ondes lumineuses pilotes OL1 et OL2, une source hyperfréquence 7 engendrant l'onde hyperfréquence pilote OL3 à la fréquence d'analyse Fa et - une source lumineuse 8 engendrant les deux ondes lumineuses pilotes OL1 et OL2 avec un écart de fréquence égal à la fréquence de l'onde hyperfréquence pilote OL3.

Pour expliciter le fonctionnement de cette antenne multifaisceau de réception, on se reporte au schéma théorique de la figure 2 sur lequel on a représenté un réseau linéaire de n+l éléments rayonnants de réception Ro, ...Rn relié à un réseau linéaire de n+l éléments rayonnants d'émission Eo, ...En par l'intermédiaire de modules opto-électroniques de réception M, de fibres optiques de liaison Lo, ...Ln et de convertisseurs de fréquence opto-électronique C. Le signal capté à une fréquence de réception Fr par un élément rayonnant de réception Ri est appliqué à un module opto-électronique M qui le transpose à une fréquence lumineuse Fo. De là, il est acheminé à la fréquence lumineuse Fo au travers d'une fibre optique Li vers un convertisseur de fréquence opto-électronique C qui le transpose à une nouvelle fréquence Fa d'analyse avant de l'employer à exciter un élément rayonnant d'émission Ei. On suppose qu'une source illumine les éléments rayonnants de réception Ro, ...Rn avec un front d'onde plan faisant un angle 8 avec le plan des éléments rayonnants de réception et engendre dans chaque élément rayonnant de réception un signal d'amplitude e sin 2% Frt. Il en résulte, face au réseau d'éléments 35, a; urinant.- d'étui s?c-, E-,, ...En, an::; un plan faisant..i ar:Io A' avec ce dernier, un champ e'i du i ème élément rayonnant d'émission Ei qui s'exprime, compte tenu du cheminement suivi par le signal et des deux translations de fréquence qu'il a subi, par l'expression: e'i = e.al.a2 sin [211 (Fa.t+FrDi+FoLi+FaD'(n-i) )] c Ci c al, a2 étant les coefficients de pertes de conversion subies par le signal lors des deux transpositions de fréquence, Di la distance de i ème élément rayonnant de réception Ri au plan d'onde de direction 8 passant par l'élément rayonnant de réception Ro, C la vitesse de propagation du signal en espace libre, Li la longueur de la i ème fibre optique, Ci la vitesse de propagation dans la i ème fibre optique et D' (n-i) la distance du i ème élément rayonnant d'émission Ei au plan d'onde de direction 8' passant par l'élément rayonnant d'émission En.

En supposant que les fibres optiques ont toutes la même longueur et la même vitesse de propagation, il faut pour que l'onde rayonnée par le réseau d'éléments rayonnants d'émission Eo, ...En soit plane, que les temps de propagation soient égaux quel que soit i c'est-à-dire que l'on ait la relation: Fr Di + Fa D' (n-i) = constante 0 i n c c Cette relation permet d'écrire si l'on considère deux éléments rayonnants d'émission consécutifs: Fr (D(i +1) - Di) = Fa (D'(n-i) - D'(n-i-l)) ou encore en tenant compte des pas d'espacement d et d' des réseaux linéaires d'éléments rayonnants de réception et d'émission: Frl d sin 0 = Fal d' sin 8' ce qui s'écrit également sin 8' = Fr d sin e Fa d' Si l'on veut que les angles 8 et 6' soient égaux il faut r spect:z _1.". Bondit nn. 15

d' = Fr d Fa qui exprime l'homothétie des deux réseaux d'éléments rayonnants.

Lorsque cette condition est respectée, le réseau d'éléments rayonnants d'émission rayonne une onde plane parallèle à l'onde plane reçue par le réseau d'éléments rayonnants de réception si les deux réseaux d'éléments rayonnants d'émission et de réception sont disposés dos à dos parallèlement entre eux comme c'est le cas sur la figure 2. On obtient alors du réseau d'éléments rayonnants d'émission une image inversée de la situation dans le volume de l'espace surveillé par le réseau d'éléments rayonnants de réception.

En pratique, cette image inversée est déformée par la présence de lobes latéraux mais ceux-ci peuvent être réduits en combinant les signaux engendrés par la matrice des détecteurs placés en regard dans les différentes directions de faisceau du réseau d'éléments rayonnants d'émission. En effet, lorsque le réseau d'éléments rayonnants de réception reçoit une onde plane, ses différents éléments captent des champs de même amplitude. Il en résulte que le réseau d'éléments rayonnants d'émission est excité avec une loi uniforme et possède un diagramme de rayonnement dont le module du champ dans une direction e a pour expression: I E(0) I = (n+l) I Eol sin[ (n+l) (lfd' sin 0 + 0)] À (n+ l) sin (1id' sin 8 + 0 avec À = 1/Fa et 0 caractérisant une phase arbitraire caractéristique de la direction dans laquelle le réseau d'éléments rayonnants d'émission est pointé. En posant 11d sin 8 = u À il vient: 1E(u)l = (n+l) (Eolsin [(n+l) (u + 0)1 (n+l) sin (u + 0) Cette fonction de diagramme de rayonnement est tracée 5 en pointillés à la figure 3 pour un nombre d'éléments rayonnants égal à 20. Elle présente un niveau de premier lobe latéral à 13,3 db.

Pour diminuer l'amplitude des lobes latéraux, on choisit le pas de la matrice de détecteurs de manière que les détecteurs soient dans des directions de faisceaux orthogonaux, c'est-à-dire que le maximum du lobe principal dans la direction d'un détecteur corresponde à la première annulation dans les directions des détecteurs adjacents et l'on combine le signal d'un détecteur avec les signaux de deux détecteurs adjacents de manière à obtenir un diagramme dans le plan de la variable u de la forme: F(u) = E (u) + K [E (u-0) + E (u + S)] En revenant à l'exemple du diagramme E (u) tracé en pointillés à la figure 3 pour un nombre d'éléments rayonnants 20 égal à 20, cela revient à adopter pour la matrice de détecteurs un pas correspondant à un dépointage de 9 entre les directions visées par deux détecteurs adjacents. Le diagramme F (u) tracé en traits pleins à la figure 3 -pour un coefficient de pondération K de 0, 282 montre que l'on peut abaisser ainsi les premiers niveaux des lobes secondaires à plus de 28 db.

De la même façon, on peut former un diagramme d'écartométrie en combinant les signaux des détecteurs obtenus pour deux faisceaux adjacents. La figure 4 donne un exemple du diagramme d'écartométrie obtenu en faisant la différence sur deux faisceaux adjacents identiques à celui F (u) représenté à la figure 3.

La fréquence d'analyse Fa est choisie suffisamment élevée par rapport à la fréquence de réception Fr par exemple 100 r-)in- csve le réscaz c3l 'nE yo- n. avj_. _ d'dr. i oF,: T,mec:nts,.^a t.,. s 30 2881886 9 est l'homothétique du réseau d'éléments rayonnants de réception dans le rapport Fr/Fa soit de dimensions faibles et ne nécessite pas une distance importante par rapport à la matrice de détecteurs pour que son diagramme soit formé, cette distance pouvant toutefois être réduite par l'utilisation d'une optique de correction.

La figure 5 détaille la source lumineuse 8 de l'antenne multifaisceau de réception de la figure 1. Celle-ci délivre deux ondes lumineuses pilotes cohérentes OL1, OL2 qui sont destinées aux modules opto-électroniques 3 de réception et aux convertisseurs de fréquence opto-électroniques 4 et qui ont un écart de fréquence Fl - F2 égal à la fréquence F3 de l'onde hyperfréquence pilote OL3 destinée à la matrice de détecteurs 6.

Elle comporte deux lasers 80, 81 associés par une boucle à verrouillage de phase. L'un des lasers 80 engendre l'onde lumineuse pilote OL1 destinée aux modules opto-électroniques de réception 3. L'autre laser 81, accordable et asservi en phase par l'intermédiaire d'un miroir piézoélectrique engendre l'onde lumineuse pilote OL2 destinée aux convertisseurs de fréquence opto-électroniques 4. La boucle à verrouillage de phase comporte: un mélangeur optique 82 à photodiode recevant en entrée les deux ondes lumineuses pilote OL1 et OL2 engendrées par les lasers 80, 81, un filtre hyperfréquence 83 qui est placé en sortie du mélangeur optique 82 et qui isole l'onde hyperfréquence résultant du battement des deux ondes lumineuses pilotes OL1 et OL2 dans le mélangeur optique 82, un mélangeur hyperfréquence 84 recevant en entrées l'onde hyperfréquence de battement délivrée par le filtre hyperfréquence 83 et l'onde hyperfréquence pilote OL3 délivrée 30 par la source hyperfréquence 7, un filtre intégrateur passe bas placé en sortie du mélangeur hyperfréquence 84 et un amplificateur 86 commandant le miroir piézo-électrique du laser 81 à partir du signal de sortie du filtre intégrateur passe bas 85. Cette boucle d'asservissement maintient l'égalité entre le 35 sigt?.;1 de!,t'Iterie it i' : des lumineue *-s Ja ?r^ 80, 81 10 15 20 2881886 10 l'onde hyperfréquence pilote OL3 engendrée par la source hyperfréquence 7.

Si la fréquence de l'onde hyperfréquence pilote OL3 n'est pas trop élevée il est également possible de réaliser la source lumineuse 8 à l'aide d'un laser engendrant l'onde lumineuse pilote OL2 destinée aux convertisseurs de fréquence opto-électroniques 4 et d'un translateur optique du type cellule de Bragg qui est excité par le laser et la source hyperfréquence et qui délivre l'autre onde lumineuse pilote OL1 destinée aux modules opto-électronique de réception 3.

La figure 6 détaille la structure d'un module opto-électronique 3 de l'antenne multifaisceau de réception de la figure 1. Ce module présente extérieurement une entrée 30 de signal hyperfréquence raccordée à un élément rayonnant de réception 1, un port optique d'émission de signal lumineux 31 et un port optique de réception d'une onde lumineuse pilote 32. Il comporte un limiteur de puissance 33 connecté à l'entrée de signal hyperfréquence 30, un amplificateur hyperfréquence 34 amplifiant le signal hyperfréquence capté par l'élément rayonnant de réception 1 connecté à l'entrée de signal hyperfréquence 30 et un modulateur électro- optique 35 à bande latérale unique qui module avec le signal électrique délivré par l'amplificateur hyperfréquence 34 une onde lumineuse pilote lui parvenant par le port optique de réception d'onde lumineuse 25 pilote 32 et qui délivre son signal lumineux de modulation sur le port optique 31 d'émission de signal lumineux.

La figure 7 montre, de manière schématique, en perspective, l'assemblage formé par les éléments rayonnants d'émission 2, les convertisseurs de fréquence opto-électroniques 4 et la matrice de détecteurs 6. Les éléments rayonnants d'émission 2 sont répartis en face avant 70 d'une plaquette verticale 60 renfermant dans son épaisseur les convertisseurs de fréquence opto-électroniques qui présentent sur la face arrière cachée de la plaquette 60 des ports optiques de réception de 35:'; ü. , . :{ ll Amin: ux Vii,- 6^ r1 r s les pr.-gc '? F?'lrner s des 1?T se. Î:; 10 15 25 30 2881886 11 rayonnants d'émission 2. Les extrémités des fibres optiques 5 provenant des modules opto-électroniques de réception 3 aboutissent, avec la même répartition plane que les éléments rayonnants d'émission, en face avant 71 d'une deuxième plaquette 61 placée à quelques distances à l'arrière de la plaquette 60 supportant les éléments rayonnants d'émission et se retrouvent dans l'alignement des ports optiques de réception de signaux lumineux des convertisseurs de fréquence opto-électroniques. Un miroir serai-transparent 62 est disposé entre ces deux plaquettes verticales 60, 61, incliné à 45 au-dessus d'une dalle horizontale transparente 63 qui est formée d'un ensemble de microlentilles ayant la même répartition plane que le réseau d'éléments rayonnants d'émission 2 et qui est éclairée par en-dessous par une optique d'élargissement de 15 faisceau 64 fixée à l'extrémité d'une fibre optique 65 acheminant la deuxième onde lumineuse pilote OL2 engendrée par la source lumineuse.

Grâce à cette disposition, le port optique de réception de signaux lumineux de chaque convertisseur de fréquence opto-électronique reçoit à la fois une onde lumineuse qui est modulée par un signal capté par un élément rayonnant de réception et qui provient, au travers du miroir semitransparent 62, d'une extrémité de fibre optique 5 placée en regard et une deuxième onde lumineuse pilote OL2 qui provient de la dalle horizontale transparente 63 par réflexion sur le miroir serai-transparent 62.

La matrice de détecteurs forme une plaquette verticale 66 placée à une certaine distance de la face avant 70 de la plaquette 60 portant le réseau d'éléments rayonnants d'émission. Les détecteurs forment un réseau plan. Disposés dans l'épaisseur de la plaquette 66, ils présentent chacun une entrée de signal de réception débouchant sur la face arrière tournée vers le réseau d'éléments rayonnants d'émission, une entrée de porteuse locale débouchant sur la face avant 76 et des sorties de signaux ction ra. arse^gis,ur 1aa tranche de ''s plaquette 10 2881886 12 connecteurs non représentés dont l'existence est rappelée par des flèches partant de la tranche inférieure 77 de la plaquette 66.

La face avant 76 de la plaquette 66 de la matrice de détecteurs est illuminée par une antenne dalle 67 placée devant et excitée par l'onde hyperfréquence pilote OL3.

La plaquette 66 de la matrice de détecteurs est placée à une distance suffisante de la plaquette 60 supportant le réseau d'éléments rayonnants d'émission 2 pour que les ondes hyperfréquences engendrées par le réseau d'éléments rayonnants d'émission puissent être considérées comme des ondes planes au niveau des détecteurs. Cette distance est réduite artificiellement au moyen d'une lentille de correction 68 qui est intercalée entre les deux plaquettes 60, 66 et qui corrige les défauts de planéité à courte distance des ondes hyperfréquences engendrées par le réseau d'éléments rayonnants d'émission 2.

La figure 8 détaille la structure d'un convertisseur de fréquence optoélectronique disposé dans l'épaisseur de la plaquette 60. Celui-ci comporte un photodétecteur 50 qui est accessible de la face arrière de la plaquette 60 par un port optique de réception de signaux lumineux et qui est suivi d'un filtre hyperfréquence 51 menant au travers de l'épaisseur de la plaquette 60 à un élément rayonnant d'émission 2 placé sur la face avant 70 de la plaquette 60. Le photodétecteur 50 est illuminé à la fois par la deuxième onde lumineuse pilote OL2 et par une onde lumineuse modulée par un signal de réception capté par l'un des éléments rayonnants de réception 1. Il délivre un signal hyperfréquence qui est modulé par le signal de réception considéré et qui est à la fréquence d'analyse Fa représentant la différence entre les fréquences de l'onde lumineuse modulée incidente et de la deuxième onde lumineuse pilote. Ce signal hyperfréquence est alors transmis par le filtre hyperfréquence 51 comme signal d'excitation à un élément rayonnant d'émission 2 qui est dans son réseau, l'homothétique de l'élément rayonnant de récept Lm ' oi' =rovent le Sl?7Yf d Ms?c'' 'fl(?l ('GP. ftri, 2881886 13 La figure 9 montre, en perspective partiellement écorchée, la plaquette 66 de la matrice de détecteurs vue de sa face arrière 78 tournée vers le réseau d'éléments rayonnants d'émission 2. Cette plaquette 66 est traversée, dans le sens de son épaisseur, par un réseau de tronçons de guides d'ondes rectangulaires 79 qui sont répartis sur sa surface et débouchent à ras sur chacune de ses faces. Les tronçons de guide d'onde rectangulaires 79 renferment chacun, dans un plan longitudinal médian parallèle à son petit côté, un substrat diélectrique plat 10 supportant en surface les éléments d'un détecteur qui seront détaillés ultérieurement relativement à la figure 10. Leurs ouvertures sur la face arrière 78 et respectivement avant de la plaquette 66 définissent des entrées de signal de réception et respectivement d'oscillateur local pour les détecteurs qu'ils renferment. Les sorties des signaux de détection des détecteurs localisées dans la partie médiane des substrats 10 sont reliées à des connecteurs 72 montés sur la tranche de la plaquette 66 par l'intermédiaire de conducteurs disposés dans l'épaisseur de la plaquette 66 entre et au travers des tronçons de guide d'onde rectangulaires 79.

La figure 10 montre la structure d'un détecteur sur substrat diélectrique plat 10. Une métallisation en surface du substrat 10 dessine des pistes métallisées et non métallisées formant des lignes coplanaires et des lignes à fente. -Parmi celles-ci on distingue des lignes à fente 11, 12 qui débouchent à chacune des extrémités de la lamelle du substrat 10 par une large embouchure 13, 14 formant une structure rayonnante de type Vivaldi et qui amènent vers un mélangeur situé dans la partie médiane de la lamelle du substrat 10 les signaux de réception et d'oscillateur local.

La ligne à fente 12 ouvrant sur l'extrémité de la lamelle du substrat 10 illuminée par le signal de l'oscillateur local mène à une transition 15 ligne à fente, ligne coplanaire et de là, à une jonction en Té de type Wilkinson avec deux 1C 17. 30

2881886 14 La ligne à fente 11 ouvrant sur l'extrémité de la lamelle du substrat 10 illuminée par le signal de réception mène à un coupleur hybride à 3 db 18 dont les deux lignes à fente 19, 20 débouchent face aux extrémités 21, 22 des conducteurs centraux des lignes coplanaires 16, 17 provenant de la jonction en Té de type Wilkinson.

Les extrémités 21, 22 des conducteurs centraux des lignes coplanaires 16, 17 forment avec les extrémités des lignes à fente 19, 20 qui leur font face des structures hybrides constituant des Tés magiques. Ces structures hybrides équipées de couple de diodes mélangeuses 23, 24 ou 25, 26 raccordant les extrémités 21, 22 des conducteurs centraux des lignes coplanaires aux plans de masse latéraux réalisent des mélangeurs symétriques attaqués en quadrature de phase par le signal de réception issu des deux lignes à fente 19, 20 du coupleur hybride à 3 db 18 et en phase par le signal de l'oscillateur local parvenant de la jonction en Té de type Wilkinson.

Dans chaque mélangeur symétrique, les deux diodes mélangeuses 23, 24 ou 25, 26 sont connectées en série. En raison de la structure des champs à l'extrémité 21 ou 22 du conducteur central d'une ligne coplanaire, elles reçoivent des champs de signal d'oscillateur local en phase et des champs de signal de réception en opposition de phase, ce qui fait que la sommation des signaux à fréquence intermédiaire qu'elles détectent est disponible en leur point milieu sur l'extrémité 21 ou 22 du conducteur central de la ligne coplanaire 16 ou 17.

Un filtre passe bas constitué d'un piège quart d'onde 27, 28 est intercalé sur le conducteur central de chaque ligne coplanaire 16, 17 pour éviter une fuite des signaux à fréquence intermédiaire détectés par les diodes mélangeuses 23, 24 ou 25, 26 dans la voie de l'oscillateur local.

Un filtre passe bas 29, 36 constitué d'une cellule en ô ayant des condensateurs dans ses branches parallèles et une ligne inductive à méandre dans sa branche série est intercalé à ta.3ortie r1s igrtuux à Ç. r(?.-Tt Win:';_ in.termédisir ( t- et >a'' Ils 2881886 15 diodes mélangeuses 23, 24 ou 25, 26 pour éviter toute fuite des signaux de réception et d'oscillateur local dans cette voie.

Les signaux à fréquence intermédiaire de détection disponibles en sortie des mélangeurs symétriques sur les plots 37, 38 sont regroupés au travers d'un coupleur hybride 3 db, adaptés à cette fréquence intermédiaire, qui assure la séparation du signal utile et du signal résiduel à la fréquence image et qui est situé en dehors de la matrice de détecteurs.

Claims (1)

16 REVENDICATIONS

1. Antenne multifaisceau de réception, caractérisée en ce qu'elle comporte: - un réseau d'éléments rayonnants de réception (1), - des moyens de transposition de fréquence (3, 4) 5 transposant les signaux hyperfréquences captés par le réseau d'éléments rayonnants de réception (1) à une fréquence dite d'analyse (Fa) supérieure à la fréquence de réception (Fr), - un réseau d'éléments rayonnants d'émission (2) sensiblement homothétique du réseau d'éléments rayonnants de réception (1) dans le rapport de la fréquence de réception (Fr) à la fréquence d'analyse (Fa), - des moyens de liaison (5) entre le réseau d'éléments rayonnants de réception (1) et le réseau d'élément rayonnants d'émission (2) permettant d'exciter chaque élément rayonnant d'émission (2) par le signal hyperfréquence qui a été capté par l'élément rayonnant de réception (1) lui correspondant par l'homothétie et transposé à la fréquence d'analyse (Fa) par les moyens de transposition (3, 4) et - une matrice de détecteurs (6), illuminée par le réseau d'éléments rayonnants d'émission (2), détectant les signaux qui sont rayonnés dans les différentes directions par le réseau d'éléments rayonnants d'émission (2) et qui constituent les signaux de formation de faisceau de l'antenne multifaisceau de réception.

2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les moyens de transposition de fréquence comportent: - des premiers moyens de changement de fréquence (3) qui sont localisés près des éléments rayonnants de réception (1) et qui transposent les signaux hyperfréquences captés par 30 les é' r;;e Y rndonnants de réception (1) à une frécpic, :.e 15 20 2881886 17 lumineuse intermédiaire (Fo) et - des deuxièmes moyens de changement de fréquence (4) qui sont localisés près des éléments rayonnants d'émission (2) et qui transposent à la fréquence d'analyse (Fa) les signaux à fréquence lumineuse (Fo) engendrés par les premiers moyens de changement de fréquence (3).

3. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les moyens de liaison sont des fibres optiques (5) acheminant les signaux à fréquence lumineuse (Fo) engendrés par les premiers moyens de changement de fréquence (3) vers les deuxièmes moyens de changement de fréquence (4).

4. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une source hyperfréquence (7) engendrant une onde hyperfréquence pilote (OL3) utilisée par la matrice de détecteurs (6) pour transposer en bande de base les signaux reçus des éléments rayonnants d'émission (2).

5. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comporte en outre une source lumineuse (8) engendrant une première onde lumineuse pilote (OL1) utilisée par les premiers moyens de changement de fréquence (3) pour transposer à une fréquence lumineuse (Fo) les signaux hyperfréquences captés par les éléments rayonnants de réception (1) et une deuxième onde lumineuse pilote (OL2) utilisée par les deuxièmes moyens de changement de fréquence (4) pour transposer à la fréquence d'analyse (Fa) les signaux à fréquence lumineuse (Fo) engendrés par les premiers moyens de changement de fréquence (3).

6. Antenne selon la revendication 5, caractérisée en ce que la source lumineuse (8) comporte: - un premier laser (80) engendrant la première onde lumineuse n;.lote (C)L t) 2881886 18 - un deuxième laser (81) accordable engendrant la deuxième onde lumineuse pilote (OL2) et -des moyens d'asservissement asservissant la phase du deuxième laser (81) de manière à égaler l'onde résultant du battement des deux ondes lumineuses pilotes (OL1 et OL2) avec l'onde hyperfréquence pilote (OL3) engendrée par la source hyperfréquence (7).

7. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les premiers moyens de changement de fréquence (3) comportent des modules optoélectroniques présentant chacun une entrée (30) de signal hyperfréquence raccordée à un élément rayonnant de réception (1), un port optique d'émission de signal lumineux (31) et un port optique de réception d'une onde lumineuse pilote (32), et comprenant chacun un limiteur de puissance (33) connecté à l'entrée (30) de signal hyperfréquence, un amplificateur hyperfréquence (34) connecté en entrée au limiteur de puissance (33) et un modulateur électro-optique (35) à bande latérale unique qui module avec le signal délivré par l'amplificateur hyperfréquence (34), une onde lumineuse pilote (OL1) lui parvenant par le port de réception d'onde lumineuse pilote (32) et qui délivre un signal lumineux de modulation sur le port optique d'émission de signal lumineux (31).

8. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les deuxièmes moyens de changement de fréquence (4) comportent des convertisseurs de fréquence opto-électroniques comprenant chacun un photodétecteur (50) suivi d'un filtre hyperfréquence (51).

9. Antenne selon la revendication 4, caractérisée en ce que la matrice de détecteurs (6) a la forme d'une plaquette (66) illuminée d'un côté par le signal engendré par le réseau 1él lent^ rs.yorT.art^ , 'émis=sion (2) ef c ''antre pas._ 10 2881886 19 hyperfréquence pilote (OL3) engendrée par la source hyperfréquence (7), cette plaquette (66) étant traversée dans le sens de son épaisseur par un réseau de tronçons de guide d'onde rectangulaire (79) répartis à sa surface et renfermant chacun, dans un plan longitudinal médian parallèle à leurs petits côtés un substrat diélectrique plat (10) supportant en surface les éléments d'un détecteur.