FR2918506A1 - Antenne comportant un guide d'alimentation serpentin couple parallelement a une pluralite de guides rayonnants et procede de fabrication d'une telle antenne - Google Patents

Abstract

La présente invention concerne une antenne comportant une pluralité de guides d'onde rayonnants disposés de manière que leurs chemins d'onde sont parallèles deux à deux et comportant un guide d'onde d'alimentation ayant un chemin d'onde formant un motif de serpentin plat en zigzag. Le guide d'alimentation est disposé contre les guides rayonnants de manière qu'un axe longitudinal du motif guide d'alimentation coupe les guides rayonnants avec un angle de sensiblement 90 degrés.Le guide d'alimentation comporte des éléments de couplage sur sa face au contact des guides rayonnants. Les guides rayonnants sont droits et les portions droites du chemin d'onde en zigzag dans le guide d'alimentation forment un angle non nul avec les chemins d'onde des guides rayonnants, de sorte que les éléments de couplage alimentent les guides rayonnants.Application : radar météorologique

Description

Antenne comportant un guide d'alimentation en serpentin couplé

parallèlement à une pluralité de guides rayonnants et procédé de fabrication d'une telle antenne La présente invention concerne une antenne comportant un guide d'alimentation en serpentin couplé parallèlement à une pluralité de guides rayonnants. Elle s'applique par exemple dans le domaine des radars météorologiques aéroportés.

Un radar météorologique permet de localiser les précipitations comme la pluie, la neige ou la grêle, de mesurer leur intensité et éventuellement de repérer les phénomènes dangereux. La plupart des radars météorologiques sont implantés au sol et font souvent partie d'un réseau plus vaste de surveillance météorologique. Mais de plus en plus d'applications aéroportées voient le jour, le transport aérien étant particulièrement concerné par les phénomènes météorologiques. II s'agit notamment de permettre le contournement des cumulo-nimbus, énormes nuages très craints des pilotes car donnant parfois des orages violents. Même les avions de ligne détournent leur route afin d'éviter de croiser le chemin de certains cumulo-nimbus particulièrement menaçants. En effet, la foudre, la grêle, et les forts cisaillements de vents à l'intérieur du nuage s'ajoutent au risque de givrage et peuvent mettre le vol en danger si le pilote essaie de passer au travers. Un radar météorologique permet la détection des cibles volumiques étendues que sont les nuages. Il doit donner la position, la taille et la vitesse des éléments du nuage, puis en déduire sa dangerosité. Pour cela, un radar météorologique peut par exemple émettre une onde dans la bande X. La distance aux éléments du nuage est déduite du temps nécessaire à l'impulsion émise pour effectuer à la vitesse de la lumière le trajet aller-retour de l'antenne au nuage. Ce temps correspond simplement à la durée entre l'émission d'une impulsion et la réception de son écho.

L'estimation de la taille d'un nuage implique d'estimer son volume, c'est-à- dire d'une part sa profondeur et d'autre part la distance horizontale maximale sur laquelle il s'étend, ainsi que son élévation, c'est-à-dire la distance verticale maximale sur laquelle il s'étend. L'estimation de la superficie découle du traitement du balayage en azimut du faisceau radar, alors que l'estimation de l'élévation découle du traitement du balayage en site du faisceau radar. Un radar météorologique aéroporté explore continuellement un grand domaine en azimut, dont l'extension est de l'ordre de +/- 90 degrés autour de la direction suivie par l'avion. Le domaine exploré en site est plus réduit, typiquement de l'ordre de 10 degrés pour une distance d'observation supérieure à 40 miles nautiques. Or, dans le cadre d'une application aéroportée, le porteur est en mouvement permanent. Les angles de roulis, de lacet et de tangage d'un avion ne cessent de varier, ce qui complique fortement la logique de balayage en azimut et en site du volume météo devant l'avion. Il s'agit là de l'un des problèmes techniques que la présente invention se propose de résoudre.

La solution la plus souvent mise en oeuvre consiste à utiliser un balayage mécanique suivant deux axes. Ce balayage mécanique permet d'une part de compenser les mouvements parasites de roulis et de lacet de l'avion. Il permet d'autre part d'explorer l'espace avant en effectuant des balayages en nappes horizontales pour une suite d'élévations du faisceau antenne. Cette solution est particulièrement pénalisante dans le cas d'un radar multi-mode. En effet, l'antenne d'un radar multi-mode peut être amenée non seulement à explorer un volume météo important, mais également à insérer des mesures supplémentaires en dehors du volume météo. On note que l'exploration multi-mode du domaine météo requiert une agilité de faisceau difficile à obtenir mécaniquement pour cause d'inertie mécanique de l'antenne qui nécessitent des couples moteurs importants qui éprouvent les moteurs, donc la fiabilité du système. Ceci implique un surdimensionnement de l'ensemble pénalisant autant en masse, qu'en consommation électrique et finalement qu'en coût. En effet, sur la base d'une solution purement mécanique autour de deux axes de rotation, l'inertie de l'antenne ne peut être compensée que par le surdimensionnement des moteurs, ce qui est pénalisant dans le cadre d'une application aéroportée. Egalement, ce type de radar à antenne motorisée fonctionne en balayant le volume météo par nappes horizontales. Par conséquent, pour un azimut donné, un délai important s'écoule entre les mesures prises en partie haute du volume météo et les mesures prises en partie basse. II en découle que les mesures sont peu contemporaines dans une tranche verticale, ce qui induit un terme d'imprécision dans l'exploitation verticale des signaux. Une solution envisageable serait de faire effectuer à l'antenne des balayages mécaniques, cependant force est de constater que, du fait de la faible extension verticale du domaine, la fréquence des phases de retournement de l'antenne pénalise lourdement le rendement du radar, c'est à dire le rapport entre le temps utile à la fonction radar et le temps total.

Il existe également des antennes dispersives en fréquence, qui permettent de faire varier la direction de pointage du faisceau en faisant varier la fréquence d'alimentation de l'antenne. Un radar météorologique utilisant une antenne dispersive en fréquence pourrait être envisagé. Mais la plupart de ces antennes présentent un encombrement important et sont peu adaptées aux applications embarquées. En effet, les antennes dispersives en fréquence utilisent un guide d'onde en face arrière pour alimenter par couplage un guide rayonnant en face, le guide rayonnant formant l'antenne en elle-même. A cause de contraintes liées à ce couplage, le guide d'alimentation doit être disposé derrière l'antenne dans un plan perpendiculaire à l'antenne, d'où un encombrement important. II existe bien une solution permettant de plaquer le guide d'onde d'alimentation à plat derrière l'antenne, comme décrit dans la demande de brevet français déposée le 3 juin 2005 et publiée sous le numéro FR 2 886 773. Mais cette dernière solution présente notamment l'inconvénient d'utiliser des guides d'ondes dévoyés, en face avant comme en face arrière. Ces guides, dont les chemins d'onde complexes présentent de nombreuses déviations, peuvent être difficiles à fabriquer. Dans ce cas, le coût de l'antenne s'en ressent et peut devenir rédhibitoire, notamment dans le cadre d'une application civile comme un radar météorologique.

Des solutions alternatives encore plus complexes, à base de balayage électronique par déphaseurs hyperfréquences commandables, pourraient également être envisagées. Plus particulièrement mises en oeuvre dans les applications militaires, ces solutions sont peu adaptées aux radars météorologiques. En effet, compte tenu de la faible réflectivité des cibles volumiques que sont les nuages, des niveaux de lobes secondaires et diffus inférieurs à -30 décibels sous le maximum de rayonnement sont nécessaires pour un radar météorologique. Pour tenir ces performances, il faudrait un nombre très important de déphaseurs ou bien un nombre plus réduit mais ayant une quantification à très faible résolution, donc à grand nombre de bits. Outre le fait que la consommation d'énergie serait très importante, le grand nombre de déphaseurs ou l'usage de déphaseurs à grand nombre de bits rendrait prohibitif le coût de l'antenne. De plus, la fiabilité d'une antenne à balayage électronique utilisant des déphaseurs hyperfréquence demeure plus délicate à garantir que celle d'une antenne mécanique, les performances en lobes secondaires et diffus pouvant se dégrader rapidement avec les pannes des déphaseurs ou de leurs circuits de commande.

La présente invention a notamment pour but de pallier les inconvénients précités, en exploitant le principe des antennes dispersives en fréquence pour faire varier l'angle de pointage en site du faisceau. La présente invention propose une solution de couplage compacte et ingénieuse entre un guide d'alimentation en forme de serpentin et des guides rayonnants à fentes. A cet effet, l'invention a pour objet une antenne comportant une pluralité de guides d'onde rayonnants disposés de manière que leurs chemins d'onde sont parallèles deux à deux et un guide d'onde d'alimentation ayant un chemin d'onde formant un motif de serpentin plat en zigzag. Le guide d'alimentation est disposé contre les guides rayonnants de manière qu'un axe longitudinal du motif du guide d'alimentation coupe les guides rayonnants avec un angle de sensiblement 90 degrés. Le guide d'alimentation comporte des éléments de couplage sur sa face au contact des guides rayonnants. Les guides rayonnants sont droits et les portions droites du chemin d'onde en zigzag dans le guide d'alimentation forment un angle non nul avec les chemins d'onde des guides rayonnants, de sorte que les éléments de couplage alimentent les guides rayonnants. Avantageusement, le guide d'alimentation peut fonctionner en 35 mode progressif et les guides rayonnants en mode résonant.

Dans un mode de réalisation, les éléments de couplage peuvent être des fentes, une fente étant disposée à l'intersection de chaque axe d'un guide rayonnant avec l'axe d'une partie rectiligne du guide d'alimentation. Avantageusement là encore, le guide d'alimentation peut être alimenté à fréquence variable. La direction d'un faisceau rayonné par un guide rayonnant varie alors dans un plan avec la fréquence d'alimentation du guide d'alimentation. Dans un mode de réalisation, l'antenne peut être mobile autour d'au moins un axe, de telle sorte que la direction du faisceau rayonné par un guide rayonnant peut être balayée mécaniquement dans un plan, le balayage mécanique de l'antenne étant motorisé. Par exemple, l'antenne peut être utilisée dans un radar, le balayage mécanique de l'antenne permettant le balayage en azimut et/ou en site, la variation de la fréquence d'alimentation permettant le balayage en site. II peut s'agir d'un radar météorologique aéroporté.

L'invention a également pour objet un procédé de fabrication d'une telle antenne. Le procédé comporte une étape d'assemblage d'une première structure, formée par des canaux creusés dans une plaque, les canaux comportant des fentes en leurs creux, à une face d'une plaque plane comportant des fentes. Le procédé comporte également une étape d'assemblage d'une deuxième structure, formée par un canal replié en serpentin plat en zigzag, à l'autre face de la plaque. La plaque ferme les canaux formant la première structure et ferme le canal formant la deuxième structure, transformant la première structure en une pluralité de guides rayonnant et la deuxième structure en un guide d'onde en serpentin. Les fentes dans la plaque assurent le couplage entre le guide d'onde et la pluralité de guides rayonnant. Par exemple, la première structure, la plaque et la deuxième 30 structure peuvent être assemblées par brasure sous vide ou au bain de sel.

L'invention a encore pour principaux avantages qu'elle permet d'obtenir une agilité de faisceau satisfaisante sans les surcoûts qu'induisent 35 habituellement les solutions complexes de balayage électronique. En effet, la complexité d'un réseau de déphaseurs pénalise non seulement les coûts de conception et de réalisation, mais également les coûts de maintenance par manque de fiabilité des composants ajoutés. Au contraire, la présente invention fiabilise la solution conventionnelle civile en restreignant considérablement les sollicitations des moteurs, dont la consommation électrique et l'usure sont incidemment diminués. Le fait d'avoir deux moyens de déplacer le faisceau, l'un mécanique pour les mouvements lents et l'autre électronique pour les mouvements rapides, améliore le fonctionnement du système ainsi que sa fiabilité. Dans la pratique, lorsque plusieurs modes sont activés, ce sont des compromis entre agilité de faisceau et fiabilité qui ont été retenus. De conception simple, la validation d'une antenne selon l'invention ne présente aucune difficulté.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent : la figure 1 par une vue latérale, une illustration du principe de déphasage des voies d'émission d'un réseau rayonnant pour 20 obtenir un balayage de faisceau ; - la figure 2 par une vue arrière, un exemple d'antenne selon l'invention pour un radar météorologique aéroporté ; la figure 3 par une vue arrière, un exemple de guide en serpentin pouvant être utilisé dans une antenne selon l'invention ; 25 la figure 4, par une vue éclatée en perspective, une illustration d'un exemple de procédé de fabrication d'une antenne selon l'invention.

Par une antenne vue latéralement, la figure 1 illustre le principe de 30 déphasage des voies d'émission d'un réseau rayonnant pour obtenir un balayage de faisceau. Une charge adaptée 11 termine un guide d'alimentation vertical 12 comportant des sources rayonnantes ou voies d'émission 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 et 10. Par exemple, les voies d'alimentation des guides rayonnants peuvent être des fentes dans le guide 12. Elles 35 constituent un réseau rayonnant vertical. Le principe général du balayage électronique est de déphaser les voies d'émission du réseau rayonnant les unes par rapport aux autres, de manière à ce que la phase du signal hyperfréquence dans l'espace à deux dimensions occupé par les sources du réseau forme un plan P dit plan d'onde ou plan de phase , une normale N2 au plan P matérialisant une direction 0 de pointage du faisceau par rapport à une normale NI au réseau rayonnant. La présente invention propose de contrôler le plan de phase P sans utiliser des déphaseurs commandés. Le principe est de créer le plan de phase P grâce à des longueurs de lignes dont la variation de longueur d'onde guidée sur une plage de fréquence induit une variation de la phase proportionnelle à l'ordonnée de la source rayonnante. Ce principe sera explicité plus en détail par la suite,

En effet, entre deux sources ou groupement horizontal de n sources (n>_2) verticalement espacées d'une distance b, une onde parcourant le guide 12 parcourt une distance physique L telle que L> b a priori. L est appelé chemin électrique ou distance électrique . Si Àg est la longueur d'onde guidée à une fréquence f dans le guide d'alimentation 12 et si y), est la différence de phase entre la première source et la n1eme, on peut écrire la relation (1) suivante : (1) Si {An} est l'ensemble des amplitudes des ondes incidentes sur les n premières sources par couplage, le diagramme G(0) de rayonnement de l'antenne ainsi réalisée dans le plan du site est donné par la relation (2) suivante où À est la longueur d'onde dans le vide à la fréquence f considérée : L J( •n•5.sin(0)-Wn) G(8) = E An • E n

L'équation (2) admet un maximum de rayonnement ou lobe principal en 00 donné par la relation (3) suivante : (2) sin(9o)=2.L k\ 6 2 2 g ) Dans la relation (3), le terme k est un nombre entier pair ou impair dépendant 5 de L et du pointage faisceau moyen, il permet de ramener le sinus entre -1 et +1. Le rapport - variant avec la fréquence f appliquée au guide d'alimentation 12, il résulte de la relation (3) que l'on peut faire varier l'angle de pointage 8 10 de quelques degrés en faisant varier la fréquence f. De plus, la fonction sinus étant monotone croissante, plus la longueur de ligne L introduite entre deux sources rayonnantes est importante et plus une plage angulaire 08 disponible pour une bande de fréquence donnée est grande.

15 En différenciant la relation ( 3), il vient la relation (4) suivante : (3) 09=ù 1 â'COS00 Af fo (4) Si l'on remarque que l'angle 00 est généralement faible, on déduit de la 20 relation (3) que l'entier k est très proche de 2.L/2^,9 et la plage angulaire A0 se met sous la forme plias explicite (5) qui met en évidence le rôle amplificateur du rapport LIS. 00 L kg Af 8•coseo i fo Avec : 4: longueur d'onde à la fréquence de coupure du mode fondamental du guide (5) 25 fo : fréquence centrale de la bande Ao : longueur d'onde dans le vide à la fréquence centrale DA : excursion angulaire en radians if : bande de fréquence La figure 2 illustre par une vue arrière un exemple d'antenne selon l'invention utilisée dans un radar météorologique aéroporté. Un guide d'alimentation 20 formant un motif de serpentin plat en zigzag s'étend verticalement. Le guide 20 véhicule une onde 21 qui serpente de bas en haut sur la figure 2. II apparaît clairement que le chemin suivi par l'onde 21 à l'intérieur du guide 20 est en zigzag, le chemin de l'onde étant défini par la configuration intérieure du guide 20. Le guide 20 peut être vu comme un tube de section rectangulaire replié à plat plusieurs fois sur lui-même pour former un chemin en zigzag. L'onde 21 se propage ainsi dans le guide 20 jusqu'à son extrémité en suivant un chemin en zigzag. Par la suite, le guide 20 sera qualifié de guide serpentin . Des fentes, dites de couplage, toutes sensiblement identiques à des fentes rectangulaires 51 et 52 sont disposées régulièrement tout le long du chemin de l'onde 21 dans le guide serpentin 20.

Chaque fente de couplage est sensiblement centrée à la moitié de la distance qui sépare deux virages successifs du zigzag formant le chemin d'onde. Les éléments de couplage que sont les fentes sont disposés à l'intersection de l'axe longitudinal d'un guide rayonnant avec l'axe longitudinal d'une partie rectiligne du guide d'alimentation. Chaque fente de couplage est orientée de façon à produire le couplage requis par la loi d'éclairement de l'antenne. Vues de l'extérieur du guide 20, ces fentes sont orientées dans le même sens mais sont caractérisées par un angle d'inclinaison spécifique du couplage requis. Elles constituent pour les guides rayonnants des sources qui peuvent prélever une partie de l'onde 21 à son passage, le guide serpentin 20 fonctionnant avantageusement en mode progressif. La propagation se fait jusqu'à l'extrémité du guide serpentin 20, sans réflexion à l'extrémité grâce à une charge adaptée 22 disposée en bout de ligne. Dans l'exemple illustré, dix-huit guides rayonnants 30, 31, 32, 33, 35 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 et 47 sont disposés transversalement au guide d'alimentation 20, donc dans une position sensiblement horizontale. En vue arrière, le guide d'alimentation 20 est disposé devant les guides rayonnants, le guide 20 étant plaqué à plat suivant son grand côté. Chaque guide rayonnant a la forme d'un tube de section rectangulaire fermé à ses extrémités. Chaque guide rayonnant peut comporter des sources rayonnantes, telles que par exemple des fentes horizontales. Ces fentes ne sont pas visibles sur la figure 2 car disposées sur les faces opposées. Fermé par un court-circuit à chacune de ses extrémités, chaque guide rayonnant peut avantageusement fonctionner en mode résonant. Chaque guide rayonnant est droit. Les guides rayonnants sont juxtaposés par leurs petits cotés en alignant leurs milieux respectifs. Les guides rayonnants 30 et 47 peuvent être identiques deux à deux, les guides rayonnants 31 et 46 peuvent également être identiques deux à deux, et ainsi de suite jusqu'aux guides rayonnants 38 et 39 qui peuvent aussi être identiques deux à deux. Comme illustré par la figure 2, les longueurs des guides rayonnants sont telles que l'empilement réalisé forme un réseau rayonnant ayant la forme générale d'un disque. Cette forme peut s'adapter au porteur en faisant varier le nombre et la longueur des guides rayonnants. Le guide serpentin 20 replié sur le petit coté fonctionnant en mode progressif alimente par couplage le réseau rayonnant formé par la juxtaposition des guides rayonnants 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46 et 47. En effet, au cours de son passage dans le guide 20, une partie de l'onde 21 est prélevée par chacune des fentes internes de couplage comme les fentes 51 et 52, qui la transfèrent aux guides rayonnants de la surface frontale. Comme illustré par la relation (1), la phase de l'onde prélevée par une fente dépend de la distance électrique parcourue jusqu'à cette fente. La configuration interne du guide serpentin 20 joue donc un rôle majeur dans la présente invention, puisqu'elle permet d'ajuster le chemin électrique parcouru jusqu'à chacune des fentes et ainsi d'ajuster la phase de l'onde rayonnée. Les fentes alimentent par couplage les guides rayonnants 30 à 47 empilés. Les guides rayonnants 30 à 47 sont le siège d'un système d'ondes stationnaires et leurs propres fentes, sur leurs faces opposées non visibles sur la figure 2, rayonnent en espace libre. Le réseau rayonnant est ainsi formé. II faut remarquer que la forme en serpentin permet d'augmenter la distance électrique entre les fentes de couplage tout en les maintenant à distance mécanique faible. Le fait de replier le serpentin 20 suivant le petit côté permet d'avoir une réalisation particulièrement compacte et facilement réalisable. Ainsi, l'inclinaison du plan de phase est plus sensible à une variation de la fréquence d'alimentation. Une variation acceptable de l'angle de pointage en site peut être obtenue même pour de faibles variations de fréquence, ces variations étant compatibles de la bande de fréquence allouée pour l'application.

La figure :3 illustre par une vue arrière le guide serpentin 20. Une difficulté majeure est de coupler correctement en amplitude et en phase le guide d'alimentation 20 disposé verticalement avec chacun des guides rayonnants 30 à 47 disposés horizontalement. Pour assurer un couplage efficace entre le guide d'alimentation 20 et les guides rayonnants 30 à 47, sont couplés de façon à transmettre l'énergie requise par la loi d'éclairement de l'antenne. La présente invention propose notamment d'utiliser le guide d'onde d'alimentation 20 en serpentin plat en zigzag, qui présente des propriétés géométriques tout à fait particulières. En effet, le chemin d'onde du guide 20 n'est pas symétrique par rapport à un axe S1 longitudinal au motif en serpentin du guide 20, de sorte que les fentes de couplages sont attaquées alternativement par le haut et par le bas. II en résulte une aternance de phase 0 / 180 qui est corrigée par un choix convenable de la longueur L du serpentin entre deux fentes de couplage. Un axe transversal S2 permet de mieux illustrer cette propriété de dissymétrie longitudinale du guide serpentin 20 : deux virages successifs V1 et V2 du zigzag formant le chemin d'onde du guide d'alimentation 20 sont décalés longitudinalement l'un par rapport à l'autre, V1 étant au-dessus de S2 alors que V2 est en dessous. Dans le guide serpentin 20, toute portion droite du chemin d'onde entre deux virages successifs forme un angle y non nul avec S2. Cette propriété de dissymétrie permet de toujours présenter le chemin d'onde du guide 20 légèrement incliné par rapport aux guides rayonnants 30 à 47 horizontaux, auxquels le guide 20 est plaqué à plat suivant son grand côté. Outre le fait de fournir une antenne dispersive plate et compacte, la présente invention fournit surtout une antenne à bas coût puisqu'elle ne nécessite pas de guide d'onde de forme complexe et donc difficile à fabriquer.

Des tests effectués par la demanderesse ont porté sur une antenne en bande X selon l'invention, cette antenne pouvant être destinée à un radar météorologique aéroporté multi-mode. L'exemple d'antenne testée est à balayage par dispersion en fréquence dans le plan du site, conformément au mode de réalisation des figures 2 et 3. L'exemple d'antenne testée est à balayage mécanique motorisé autour d'un axe vertical pour balayer le plan de l'azimut et autour d'un autre axe horizontal pour balayer le plan du site. S'agissant ici d'une application pour un radar météorologique multi-mode aéroporté, ces fonctions de balayage mécanique permettent principalement de compenser les changements d'attitude de l'avion. Le balayage par dispersion de fréquence sert quant à lui à balayer le volume météo observé. Des guides rayonnants de section rectangulaire ont été utilisés, de cote extérieure voisine de 23 millimètres pour le grand côté du rectangle et 5 à 10 millimètres de cote intérieure pour le petit côté. Il faut noter que cette dernière cote a peu d'influence sur les paramètres dimensionnants de l'antenne tel que l'angle du faisceau, mais qu'elle intervient sur les pertes ohmiques et sur le dessin des fentes rayonnantes et de couplage. Avec pour un guide d'alimentation dont les dimensions au moins pour le grand côté sont compatibles avec celles du guide rayonnant, l'équation (3) donne une pente de 60 degrés par gigahertz pour une distance électrique de 157 millimètres. Ceci permet un balayage vertical de 3 degrés sur une bande de 100 mégahertz, ce qui est acceptable par les guides résonants. II est apparu lors des tests que la structure des lobes secondaires n'est pas modifiée par la variation de pointage du faisceau en fonction de la fréquence. Le balayage électronique d'environ 6 degrés dans l'axe du site ainsi obtenu grâce à l'invention a permis d'effectuer une analyse d'un domaine météo à courte et à longue portée en un seul balayage mécanique en azimut. Ceci a réduit drastiquement les sollicitations non seulement sur le moteur des sites, puisqu'il n'a pas été sollicité du tout durant les tests, mais également sur le moteur des azimuts qui n'a fait qu'un seul passage.

La figure 4 illustre un exemple de procédé de fabrication d'une antenne selon l'invention. Elle montre qu'une antenne selon l'invention peut aisément être réalisée en assemblant seulement trois pièces relativement simples. Une structure 60 comporte des fentes rayonnantes taillées au fond de canaux usinés, non visibles sur la figure 4. Une plaque plane 61 comporte également des fentes non visibles sur la figure 4. Une structure 62 est formée par un canal replié en serpentin. Prise en sandwich entre la structure 60 et la structure 62, la plaque 61 ferme les canaux taillés dans la structure 60 et ferme le canal replié formant la structure 62. Ainsi, elle transforme simultanément la structure 60 en réseau rayonnant et la structure 62 en guide replié en serpentin. Les fentes dans la plaque 61 assurent le couplage entre les deux. Les trois pièces 60, 61 et 62 sont assemblées entre elles par brasure sous vide ou au bain de sel. Comme il est d'usage, les guides rayonnants sont percés de petites ouvertures pratiquées dans les court- circuits terminaux afin d'éliminer toute trace d'humidité induite par la condensation. Par contre la même fonction d'évacuation des eaux de condensation est assurée par de petites ouvertures pratiquées au niveau des coudes du serpentin, dans la partie basse du repliment et optimisées pour ne pas créer de fuites hyperfréquences qui réduiraient le rendement de l'antenne, donc son gain. Compacte et d'encombrement réduit, l'antenne selon l'invention décrite précédemment est particulièrement adaptée aux applications aéroportées. Elle permet de faire varier l'angle de pointage en site en faisant varier la fréquence dans des proportions assez faibles, des variations de fréquence suffisantes pouvant même être obtenues par synthèse numérique de formes d'ondes variable. L'antenne offre une agilité de faisceau acceptable à un coût réduit, grâce notamment à des guides d'onde de forme simple et faciles à fabriquer. Son coût est assez proche d'une antenne à balayage purement mécanique. Par ailleurs, les mesures prises dans une tranche verticale par une antenne selon l'invention sont tout à faitcontemporaines, ce qui supprime le terme d'imprécision dans l'exploitation verticale des signaux mesurés.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Antenne comportant : une pluralité de guides d'onde rayonnants (30 à 47) disposés de manière que leurs chemins d'onde sont parallèles deux à deux ; - un guide d'onde d'alimentation (20) ayant un chemin d'onde formant un motif de serpentin plat en zigzag, le guide d'alimentation étant disposé contre les guides rayonnants de manière qu'un axe longitudinal (SI) du motif du guide d'alimentation coupe les guides rayonnants avec un angle de sensiblement 90 degrés ; caractérisée en ce que le guide d'alimentation comporte des éléments de couplage (51, 52) sur sa face au contact des guides rayonnants, les guides rayonnants étant droits et les portions droites du chemin d'onde en zigzag dans le guide d'alimentation formant un angle non nul (y~) avec les chemins d'onde des guides rayonnants, de sorte que les éléments de couplage alimentent les guides rayonnants.

2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le guide d'alimentation (20) fonctionne en mode progressif.

3. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les guides rayonnants (30 à 47) fonctionnent en mode résonant.

4. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments de couplage sont des fentes (51, 52), une fente étant disposée à l'intersection de chaque axe d'un guide rayonnant (30 à 47) avec l'axe d'une partie rectiligne du guide d'alimentation (20).

5. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le guide d'alimentation (20) est alimenté à fréquence variable, la direction (0) d'un faisceau rayonné par un guide rayonnant (30 à 47) variant dans un plan avec la fréquence d'alimentation du guide d'alimentation.

6. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est mobile autour d'au moins un axe, de telle sorte que la direction du faisceaurayonné par un guide rayonnant (30 à 47) peut être balayée mécaniquement dans un plan.

7. Antenne selon la revendication 6, caractérisée en ce que le balayage mécanique de l'antenne est motorisé.

8. Antenne selon la revendication 7, caractérisée en ce qu'elle est utilisée dans un radar, le balayage mécanique de l'antenne permettant le balayage en azimut et/ou en site, la variation de la fréquence d'alimentation permettant le balayage en site.

9. Antenne selon la revendication 8, caractérisée en ce que le radar est un radar météorologique.

10.Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce que le radar est aéroporté.

11.Procédé de fabrication d'une antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte : - une étape d'assemblage d'une première structure (60), formée par des canaux creusés dans une plaque, les canaux comportant des fentes en leurs creux, à une face d'une plaque plane (61) comportant des fentes ; une étape d'assemblage d'une deuxième structure (62), formée par un canal replié en serpentin plat en zigzag, à l'autre face de la plaque (61) ; de sorte que la plaque (61) ferme les canaux formant la première structure (60) et ferme le canal formant la deuxième structure (62), transformant la première structure (60) en une pluralité de guides rayonnant et la deuxième structure (62) en un guide d'onde en serpentin, les fentes dans la plaque (61) assurant le couplage entre le guide d'onde et la pluralité de guides rayonnant.

12.Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la première structure (60), la plaque (61) et la deuxième structure (62) sont assemblées par brasure sous vide ou au bain de sel.