FR2920595A1 - Antenne satellite d'emission et station portative - Google Patents

Abstract

L'invention concerne une antenne satellite pour l'émission et la réception d'un signal électromagnétique comprenant au moins un réflecteur parabolique primaire (10), un bras de source (12), et un amplificateur haute puissance, dans laquelle ledit amplificateur haute puissance comprend un tube à ondes progressives (125) disposé sur ledit bras de source (12) et un bloc d'alimentation agencé pour alimenter ledit tube (125) et disposé hors dudit bras de source (12). L'invention concerne également une station portative comprenant une telle antenne satellite et une structure de stockage dans laquelle cette antenne se replie et dans laquelle ledit bloc d'alimentation prend place.Application au téléreportage et aux besoins tactiques.

Description

ANTENNE SATELLITE D'ÉMISSION ET STATION PORTATIVE L'invention concerne le domaine des antennes satellites d'émission munies éventuellement de capacités en réception. De telles antennes sont utilisées dans les systèmes de télédiffusion par liaison satellite et comprennent un réflecteur primaire et un bras de source généralement reliés à un support. Un réflecteur secondaire peut également équiper le bras de source. L'invention concerne également une station mobile portative.

Des modèles portatifs adaptés au téléreportage ont récemment vu le jour, soit transportables sous caisses (terminaux Fly-Away de Swe-Dish, par exemple), soit équipant le toit de véhicules (terminaux Drive-Away de Swe-Dish, par exemple). De telles antennes possèdent également des capacités en réception assurant une liaison bidirectionnelle. La liaison montante depuis une station émettrice vers le satellite requiert un niveau de puissance rayonnée important afin que le signal rediffusé par le satellite puisse être reçu et exploité proprement. Pour satisfaire la puissance d'émission requise notamment en conditions extrêmes (bord de couverture du satellite, canal de propagation peu propice), la station émettrice est dotée d'amplificateurs haute puissance (HPA û High Power Amplifier) dans la chaîne d'émission. On note que les antennes satellites uniquement de réception ne sont pas confrontées à ce problème de puissance. Dans des systèmes embarqués, ces amplificateurs HPA sont utilisés sous forme d'un seul équipement regroupant une ou plusieurs unités d'amplification (appelées éléments actifs, par exemple transistors de puissance ou TOP (tubes à ondes progressives, TWT en anglais pour Travel Waves Tubes)) et une alimentation appropriée fournissant la puissance électrique nécessaire/convenable aux éléments actifs. Ces différents composants sont volumineux et lourds pour atteindre plusieurs dizaines ou centaines de watt, l'amplificateur haute puissance résultant atteignant plus d'une dizaine de kilogrammes. Ce poids élevé impose alors d'importantes contraintes structurelles sur les éléments les supportant. II est connu d'utiliser des antennes satellites fixes sur lesquelles les amplificateurs haute puissance sont installés sur le bras de source de l'antenne. Un dimensionnement approprié des bras de source est alors prévu pour assurer, à la fois, la rigidité de l'ensemble et conserver le centrage du réflecteur secondaire ou du cornet, ce dimensionnement étant parfois couplé à des barres ou câbles de maintien soulageant le bras de source des efforts qui lui sont appliqués. Ces antennes satellites deviennent alors vite volumineuses et trop lourdes pour des applications nomades, notamment en vue de respecter les normes de transport telles que IATA. Un but de l'invention est de proposer une antenne présentant une mécanique simplifiée, notamment du bras de source.

Dans cette optique, une autre approche a été adoptée pour les stations portatives. On connaît des documents EP-1465288, US-4771293 et US-6573871, des stations portatives comprenant une antenne satellite pour l'émission d'un signal électromagnétique comprenant au moins : - un réflecteur parabolique primaire, -un bras de source, et -des moyens amplificateurs haute puissance. Le réflecteur primaire est la surface de réflexion principale qui, en réception, concentre les ondes émises par un satellite vers une antenne source montée sur le bras source et, en émission, diffuse par réflexion les ondes émises par cette antenne source vers le satellite. Le réflecteur primaire peut être formé d'une ou plusieurs portions (ou pétales) de réflecteur qui, en utilisation, sont maintenus accolées pour former la surface de réflexion primaire. On entend par "réflecteur parabolique", tout réflecteur d'une antenne satellite ou toute partie d'un réflecteur composée d'une ou plusieurs portions accolées formant une surface de réflexion ayant sensiblement une courbure paraboloïdale, quelque soit la découpe (forme externe) du réflecteur : circulaire, sensiblement losange, elliptique ou autre. Le bras de source définit la partie mécanique en charge de maintenir les éléments servant à éclairer le réflecteur primaire, notamment le réflecteur secondaire si existant, la source rayonnante (cornet, patchs, réseau constitué par ces éléments) et les systèmes/composants connexes à la source de rayonnement (filtres, orthomode, amplificateurs HPA, LNA [amplificateur à faible bruit], LNB [bloc de conversion à bruit réduit], etc.). Dans nombre de configurations, le bras de source est constitué d'un bras s'étendant généralement depuis sensiblement un point de fixation (généralement en périphérie du réflecteur primaire) vers le point focal du réflecteur primaire (extrémité libre du bras de source). Ce point focal (situé par exemple à environ 500 mm du centre du réflecteur primaire) constitue le foyer primaire de l'antenne où est placée l'antenne source, soit sous forme de source de rayonnement, soit sous forme de réflecteur secondaire réfléchissant le rayonnement depuis ou vers une source plus éloignée. Le bras de source peut être maintenu en porte-à-faux au niveau de son point de fixation. C'est pourquoi une limitation de la charge appliquée à celui-ci est recherchée. D'un côté, il existe des stations portatives (drive-away en langue anglaise) embarquant un amplificateur HPA sur le bras de source, ce dernier étant renforcé pour assurer le maintien des composants. Un éventuel mécanisme d'entraînement du bras de source est également renforcé et de dimension imposante. D'un autre côté, le bras de source de la plupart des stations portatives connues est muni d'une antenne à cornet (antenne source) avec éventuellement un réflecteur secondaire. L'amplificateur haute puissance est positionné à l'extérieur des éléments réflecteur et bras de source de l'antenne et est relié à l'antenne à cornet par un guide d'ondes. Dans cette configuration, le bras de source est soumis à moins de contraintes et peut ainsi être moins encombrant. Un inconvénient de cette configuration réside, d'une part, dans la dégradation du signal et la perte de puissance avant émission dues aux pertes ohmiques à l'intérieur du guide d'ondes et, d'autre part, dans l'encombrement plus important de la partie support de l'antenne (hors bras de source et réflecteur). Cette perte de puissance doit être compensée par un amplificateur plus puissant et donc par une surcharge et un sur-volume allant à l'encontre de la transportabilité. Un amplificateur HP plus puissant est également plus onéreux.

Un autre but de l'invention est donc d'améliorer les pérformances en transmission de ces antennes pour un même amplificateur HPA tout en évitant d'avoir recours à des bras de source surdimensionnés, c'est-à- dire en conservant une mécanique simple du bras de source propice au transport et à son orientation motorisée vers le satellite. Cette mécanique simple du bras de source est également avantageuse : lorsqu'un mécanisme d'entraînement motorisé de l'antenne est prévu, ce dernier est d'autant plus petit et moins consommateur en énergie que la charge à motoriser est faible. Ce mécanisme peut être un positionneur 2 ou 3 axes du type réglage de l'azimut, polarisation et élévation de l'antenne ou un actionneur de dépliement/repliement de l'antenne ou éventuellement un module couplant les capacités d'actionneur et de positionneur 2/3 axes.

L'utilisation d'un guide d'onde pour relier l'antenne à l'amplificateur est également préjudiciable pour plusieurs raisons.

D'une part, des joints ou guides d'ondes tournants doivent être utilisés entre l'antenne à cornet et le guide d'onde pour assurer le guidage efficace des ondes lorsque le bras de source est mis en rotation lors de l'ajustement, par exemple, de l'élévation de l'antenne. De tels joints ou guides d'ondes tournants sont onéreux et représentent, lorsqu'ils sont intégrés au système, une contrainte de poids supplémentaire appliquée au bras de source. Un autre but de l'invention est de s'affranchir de tels joints ou guides d'ondes tournants afin de proposer des antennes orientables à coût réduit. D'autre part, le guide d'onde ne doit pas être courbé de façon trop importante au risque d'altérer la transmission des ondes. Par conséquent, le guide d'onde qui s'étend du bras de source vers l'amplificateur haute puissance externe forme un coude à la base du bras de source, engendrant une gêne lors d'opérations de manipulation, par exemple le repliement de l'antenne. Le volume occupé par ce coude et le mouvement de ce coude vont également à l'encontre d'un système compact visant à respecter des normes de transport telles que IATA. En outre, la rigidité du guide engendre des efforts résistifs à l'égard d'un mécanisme d'entraînement de l'antenne (réglage azimut, polarisation ou élévation ou repliement). Un mécanisme motorisé plus puissant et plus robuste doit alors être utilisé au détriment du poids et du volume de l'ensemble. Un autre but de l'invention est alors de s'affranchir du guide d'ondes au niveau des liaisons entre le bras de source et le support afin de limiter la résistance et la gêne engendrées par le guide d'onde. Des mécanismes d'entraînement simplifiés et un gain de volume et poids seront alors obtenus.

Au moins un de ces buts est atteint par la présente invention par la séparation des parties actives et alimentation de l'amplificateur haute puissance, les éléments actifs étant placés sur le bras de source contrairement au bloc d'alimentation qui est disposé, de préférence, sur le support du bras de source et du réflecteur. Une telle configuration permet d'utiliser des câbles électriques souples entre le bloc d'alimentation et les éléments actifs, et d'utiliser un câble coaxial souple (et non plus un guide d'onde rigide) pour amener le signal faible puissance jusqu'à l'élément amplificateur/actif de puissance, la liaison coaxiale étant compatible avec la transmission d'un signal de faible niveau de puissance. Par conséquent, l'amplificateur haute puissance est maintenu au plus près du foyer primaire (source) de l'antenne engendrant un minimum de perte de puissance tout en limitant la charge supplémentaire imposée au bras de source. Un élément actif d'amplification, du type tube à ondes progressives de 200 W, pèse environ 2 kg. Par conséquent, le bras de source et les mécanismes de réglage du bras et de l'antenne peuvent être dimensionnés de façon raisonnable par rapport à un bras source devant supporter le poids de l'élément actif et de l'alimentation (dix kilogrammes). A cet effet, l'invention a tout d'abord pour objet une antenne satellite pour l'émission d'un signal électromagnétique comprenant au moins : - un réflecteur parabolique primaire, - un bras de source, et -des moyens amplificateurs haute puissance, dans laquelle lesdits moyens amplificateurs haute puissance comprennent un premier élément actif d'amplification disposé sur ledit bras de source, et un bloc d'alimentation agencé pour alimenter ledit premier élément actif et disposé hors dudit bras de source.

Les éléments actifs d'amplification haute puissance sont typiquement des dispositifs de tube à vide (vacuum device), par exemple des klystrons ou des tubes à ondes progressives. Ces derniers sont préférables aux klystrons eu égard à leur bande passante de fonctionnement plus large, favorables aux applications broadcast pour lesquelles une large bande de fonctionnement est requise d'au moins 10 % de bande passante relative. Ces dispositifs de tube à vide offrent couramment une puissance émise de plusieurs centaines de watts. Une puissance de 200 W est compatible avec une liaison satellitaire efficace en conditions difficiles, par exemple lorsque l'antenne est située en bordure de couverture du satellite, lorsque le satellite visé est ancien et présente une faible sensibilité, ou encore lorsque les conditions météorologiques sont défavorables. On connaît d'autres type d'éléments actifs, par exemple à état solide (exemple : transistor) qui sont moins coûteux mais présentent également un rendement plus faible. Un grand nombre de transistors est alors couplé pour obtenir une puissance élevée. Néanmoins, eu égard au faible rendement, le bloc d'alimentation nécessaire pour alimenter ces transistors à puissance équivalente est plus important que celui utilisé dans la technologie des tubes à vide. La technologie à "état solide" ne permet pas d'obtenir les mêmes performances puissance/poids-volume que la technologie des "tubes à vide". On privilégiera donc des amplificateurs tube à vide pour des puissances allant au-delà de 100 W. Selon l'invention, l'élément actif d'amplification haute puissance est porté par le bras de source au plus près de l'antenne source (antenne à cornet, antenne patch ou tout autre dispositif constitué d'un assemblage d'éléments rayonnants (ER), par exemple un réseau d'ER) couplée éventuellement à un réflecteur secondaire. Le poids de l'élément actif d'environ 1 à 2 kg ne nécessite pas de surdimensionnement important du bras de source car la longueur d'un tel bras est généralement de l'ordre de 50 cm pour un réflecteur de 70 cm de diamètre.

Le bloc d'alimentation, de l'ordre de 5 à 10 kg, n'est porté ni par le bras de source ni par tout élément mobile de l'antenne (par exemple le réflecteur primaire). De préférence, on dispose l'alimentation solidaire d'un support, ledit support étant agencé pour recevoir en mobilité le bras de source et le réflecteur primaire. Un faisceau de câbles électriques court le long du bras de source et des moyens de liaisons entre bras source/réflecteur primaire et le support, et relie l'alimentation à l'élément actif. Les moyens de liaison mobile du bras source avec le support et du réflecteur primaire avec le support sont du type positionneur 2 ou 3 axes, en élévation, en azimut et éventuellement en polarisation. Dans un mode de réalisation portable, ledit réflecteur parabolique primaire et le bras de source sont montés mobiles par rapport à un support entre une position d'utilisation et une position de stockage. La position de stockage peut, par exemple, être de sorte que le réflecteur primaire et le bras de source sont repliés dans une structure de stockage, laquelle structure étant le support sur lequel sont montés mobiles le réflecteur et le bras de source.

Dans un mode de réalisation, le réflecteur primaire est formé de plusieurs portions (ou pétales) amovibles et ladite structure de stockage est agencée pour héberger lesdites portions retirées lorsque l'antenne est dans la position de stockage.

Afin de minimiser l'encombrement résultant de l'antenne en position repliée de stockage, il est prévu que ledit premier élément actif d'amplification est agencé sur ledit bras de source de sorte à occuper, en position de stockage, au moins une partie de l'espace formé par la courbure parabolique du réflecteur primaire. L'espace formé par la courbure du réflecteur est entendu comme étant l'espace compris entre la surface réfléchissante courbe du réflecteur (ou pétale central lorsque le réflecteur est composé de plusieurs pétales amovibles, la position de stockage ne laissant généralement que le pétale central en place) et le plan s'appuyant sur le bord du réflecteur, sachant que le réflecteur peut avoir une découpe non circulaire.

Dans les systèmes de l'état de l'art, l'antenne source (antenne à cornet et/ou réflecteur secondaire) vient buter contre le réflecteur primaire dans la position repliée de stockage. II en résulte une inutilisation de l'espace entre ces deux éléments, notamment l'espace creux formé par le réflecteur primaire incurvé. Ainsi, selon l'invention, cet espace formé par le réflecteur primaire est utilisé pour stocker au moins une partie de l'élément actif d'amplificateur. En particulier, il est prévu de positionner ledit élément actif sur ledit bras de source sensiblement du côté faisant face au réflecteur primaire en position de stockage.

En particulier, ledit élément actif est agencé sur ledit bras de source de sorte à faire sensiblement face à la partie centrale dudit réflecteur primaire en position de stockage. Dans un mode de réalisation, ledit élément actif est positionné sur un côté dudit bras de source et est incliné de sorte à suivre l'inclinaison du réflecteur primaire lui faisant face. Le positionnement latéral de l'élément actif permet de laisser le centre du bras de source pour les éléments d'antenne cornet et de réflecteur secondaire. L'inclinaison de l'élément actif pour suivre l'inclinaison du réflecteur primaire au même endroit permet d'optimiser l'occupation de l'espace de stockage. La capacité de rotation des bras de source et réflecteur primaire par rapport au support peut être multiple, notamment en élévation (rotation par rapport à un même axe horizontal pour les deux éléments), en azimut (rotation par rapport à un même axe vertical pour les deux éléments) et/ou en polarisation (rotation de l'élément rayonnant [patch, cornet, réseau] avec son éventuel orthomode). Particulièrement, ledit bras de source est monté en rotation par l'intermédiaire de moyens de came rendus solidaires dudit réflecteur primaire. L'effet came est réalisé d'une part par l'axe de rotation du réflecteur primaire (et des moyens de came) et d'autre part par un axe de rotation parallèle et distinct entre le bras de source et les moyens de came. Le bras de source est libre en rotation par rapport aux moyens de came.

En particulier, lesdits moyens de came sont agencés de sorte que ledit bras de source effectue un mouvement de translation lors du repliement dudit réflecteur primaire entre ladite position d'utilisation et ladite position de stockage. Lorsque cette translation ramène le bras de source vers les mécanismes de repliement (axe de rotation du réflecteur), on augmente la compacité du système replié. En outre, les moyens de came sont agencés de sorte que le bras de source effectue une rotation par rapport audit support lors du réglage en élévation dudit réflecteur primaire.

Pour réaliser à la fois le mouvement de translation en phase de repliement et le mouvement de rotation en phase d'utilisation, il est prévu que les moyens de came comprennent des moyens d'entraînement en rotation dudit bras de source lorsque ledit réflecteur primaire est mis en rotation par rapport audit support.

Notamment, lesdits moyens d'entraînement comprennent une butée prévue sur la came et une butée correspondante prévue sur le bras de source, de sorte que lorsque la came est entraînée en rotation en même temps que le réflecteur primaire, les deux butées entrent en contact et entraînent à leur tour le bras de source.

Pour éviter la perte de contact entre les deux butées et/ou un basculement du bras de source en présence de vent, il est prévu des moyens de maintien assurant le contact entre lesdites butées.

Notamment, lesdits moyens de maintien comprennent un cliquet sur le bras de source et une ouverture correspondante prévu sur les moyens de came, le cliquet étant engagé dans l'ouverture en position d'utilisation de la station. Ainsi, ces moyens de maintien permettent de maintenir ledit bras de source et lesdits moyens de came dans une même position relative lors de l'utilisation de ladite antenne. Le maintien de la même position relative permet de conserver la rigidité de l'ensemble {came, bras de source} et ainsi d'assurer une rotation efficace du bras de source.

Dans un mode de réalisation avancé, l'antenne comprend, en outre, un réflecteur secondaire monté mobile en rotation sur ledit bras de source. Dans l'art antérieur, les réflecteurs secondaires sont sensiblement perpendiculaires aux bras de source. Du coup, lors du repliement de l'antenne par rotation du réflecteur primaire, le réflecteur secondaire se retrouve sensiblement perpendiculaire au réflecteur primaire, entraînant soit une collision entre les deux réflecteurs soit une limitation du rapprochement du bras de source vers le réflecteur primaire. Selon la présente invention, il est alors prévu que ledit support comprend des moyens de guidage agencés pour guider ledit réflecteur secondaire en rotation lors de ladite translation du bras de source. La translation du bras de source couplée aux moyens de guidage du réflecteur secondaire permet d'incliner progressivement ce dernier lors du repliement de l'antenne vers sa position de stockage. Dans cette dernière, le réflecteur secondaire n'est plus perpendiculaire au réflecteur primaire. On peut alors davantage approcher le réflecteur primaire du bras de source. L'antenne en position de stockage gagne ainsi en compacité.

Eventuellement, lesdits moyens de guidage sont un profil courbe formé sur ledit support, par exemple un rail, ledit réflecteur secondaire étant agencé pour venir au contact dudit profil lors des phases de dépliement/repliement de l'antenne. Dans les systèmes portables, il convient d'assurer une bonne tenue des différents éléments lors du transport afin d'éviter une dégradation de ceux-ci, dégradation due aux chocs et vibrations. A cet effet, il est prévu que l'antenne satellite comprend, en outre, des moyens de fixation/blocage dudit bras de source dans la position de stockage. Particulièrement, lesdits moyens de fixation comprennent un premier élément de fixation disposé sur ledit bras de source et un deuxième élément de fixation solidaire dudit support, lesdits premier et deuxième éléments de fixation étant agencés pour coopérer ensemble lors de ladite translation du bras de source. En particulier, ledit premier élément de fixation comprend un doigt solidaire dudit bras de source et ledit deuxième élément de fixation comprend une ouverture pratiquée dans ledit support et agencée pour recevoir ledit doigt lors du mouvement de translation. Lors du repliement, une première phase de rotation de la came amène le bras de source et le doigt dans l'axe de l'ouverture pratiquée dans le support. Puis lors de la translation du bras de source, le doigt s'engage dans l'ouverture et bloque le bras de source. On accroît ainsi la résistance de l'antenne aux chocs et aux vibrations en bloquant le bras de source sur le support.

L'invention a également pour objet une station portable de liaison satellite comprenant une antenne telle que présentée ci-dessus et un couvercle venant en prise de façon amovible avec ledit support, lesdits support et couvercle étant agencés pour former une structure de stockage de ladite antenne en position de stockage.

L'utilisation de matériaux hautement résistant pour la structure de stockage, tels que la fibre de carbone, permet de conférer une fonction de protection aux chocs de cette structure.

L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description détaillée ci-dessous et des figures annexées dans lesquelles : - Fig. 1 représente une vue d'une station portative selon la 5 présente invention dans sa position repliée de stockage et de transport ; - Fig. 2 représente une vue en élévation de la même station portative déployée présentant des directions de visée azimut=O° et élévation=20° ; 10 - Fig. 3 est une vue détaillée de la station portative repliée de la fig.1, le capot protecteur étant vu en transparence ; - Fig. 4 représente une coupe transversale de l'arrière de la station en position repliée montrant des détails d'intégration du tube à ondes progressives et des mécanismes de réglage de la visée ; 15 - Fig. 5 est une vue de l'arrière de la station portative en position repliée illustrant l'inclinaison du tube à ondes progressives selon la présente invention ; - Fig. 6 est une vue d'un angle arrière latéral montrant l'intégration du mécanisme de came et du tube à ondes progressives 20 de la fig.5 ; -Fig. 7 représente une vue latérale de la station de la fig.2 en position de fonctionnement ; -Fig. 8 à 12 représentent la station à différent intervalle pendant le repliement de celle-ci entre sa position de 25 fonctionnement et sa position de stockage ; - Fig. Ibis à 12bis illustrent la position et la rotation du réflecteur secondaire dans les positions correspondantes des fig. 7 à 12 ; - Fig. 8ter et 9ter sont des vues latérales agrandies de la came 30 aux positions correspondantes des fig. 8 et 9 ; -Fig. 13 est un zoom de la partie de fixation du bras de source de la station portative ; et - Fig. 14 représente la station portative en position repliée munie de ses pétales de réflecteur primaire, station portative apte à être placée directement sur la galerie d'un véhicule motorisé. Les mêmes références utilisées dans les différentes figures et le texte ci-après se rapportent respectivement aux mêmes éléments. L'exemple décrit ci-après se rapporte à une station portative type antenne satellite respectant la norme internationale de transport IATA (poids inférieur à 32 kg, 1580 mm de développé [largeur + longueur + hauteur]). La station 1 opère en émission et réception pour des liaisons par satellite dans la bande de fréquence Ku dans l'exemple (d'autres bandes de fréquences peuvent également être utilisées : X, Ka, C, etc.). En référence à la figure 1, la station portative 1 repliée comprend une base 2 sensiblement parallélépipédique présentant une interface 3 de connectiques électriques et/ou électroniques 4 pour relier la station à des équipements externes, par exemple une source électrique (secteur) ou un ordinateur portable. La station portative 1 possède également un couvercle 5 de forme complémentaire à celle de la base 2. La base 2 et le couvercle 5 sont en matériau composite carbone et forment les coques inférieure et supérieure d'une structure protectrice des éléments électroniques et mécaniques internes dans une position repliée de la station. Un système de fermeture (non représenté) est prévu pour fermer la structure protectrice.

Une station de transmission au sens large (émission et réception) comporte deux ensembles bien distincts dont on utilisera la distinction pour la suite de la description : - le système antennaire qui comporte l'antenne, les éléments d'amplification de puissance pour l'émission et les éléments d'amplification faible bruit pour la réception ; -la bande de base qui concerne les éléments devant traiter les signaux à émettre et recevoir. Ce sont, notamment, les éléments de modulation et démodulation, les composants de cryptage (si nécessaires), les composants de multiplexage et démultiplexage (si nécessaires) et autres routeurs (pour les signaux informatiques) et finalement les transpositions pour les liaisons montantes (vers le satellite) et liaisons descendantes (en provenance du satellite). Cette bande de base ne sera pas plus détaillée dans la suite de la description, l'invention s'articulant autour du système antennaire. Cette bande de base peut être intégrée dans le support du système antennaire ou être intégrée dans une caisse à part du système antennaire.

Sur la figure 2, la station portative 1 est en position dépliée de fonctionnement avec un paramétrage d'azimut=O° et d'élévation=20°. La base 2 peut comprendre (cachés en son intérieur, et non représentés) un PC miniature et des éléments du système antennaire tels que un bloc d'alimentation d'un amplificateur haute puissance, un bloc d'alimentation de l'électronique, une carte électronique spécifique, un bloc de conversion bande KU vers bande L, un bloc de conversion bande L vers bande KU, un récepteur de balise, une carte de commutation hyperfréquence, un inclinomètre 2 axes et un compas. Un réflecteur primaire 10 en fibre de carbone de type parabolique est articulé, en deux pivots 11', à la base 2 autour d'un axe horizontal 11. Le réflecteur primaire 10 est composé d'un pétale central 10' solidaire des moyens d'articulations 11' autour de l'axe horizontal 11 et de trois pétales amovibles 10" qui lui sont attachés (moyens d'attache non représentés), par exemple par des crochets.

La focale du réflecteur primaire 10 est d'environ 500 mm. La figure 3 montre la station en mode replié sans le capot supérieur 5 et laisse apparaître le rangement des pétales amovibles 10" lorsqu'elles ne sont pas attachées sur le pétale central 10' replié.

Un bras de source 12 est également articulé autour de l'axe 11 au niveau des mêmes deux articulations 11' que le réflecteur primaire 10. Le bras de source 12 est formé d'une structure en carbone creuse 120 continue comprenant deux bras rectilignes 120' parallèles reliés entre eux par un pont assurant la rigidité à une de leurs extrémités et reliés à leur autre extrémité à l'axe 11 par l'intermédiaire de cames 13. Les cames 13 seront décrites plus en détail dans la suite de la description. Le bras de source 12 présente une longueur d'environ 700 mm et supporte une partie du système antennaire. Notamment, il (12) supporte à son extrémité opposée à l'axe 11 de rotation en élévation, un réflecteur secondaire 121 ellipsoïdal ou quasi ellipsoïdal et articulé autour d'un axe horizontal 122 parallèle à l'axe 11. II (12) supporte également un élément rayonnant, ici un cornet 123 agencé pour recevoir depuis ou émettre vers le réflecteur secondaire 121 une onde électromagnétique, les éléments d'amplification de puissance/faible bruit 124 de la chaîne d'émission/réception notamment un tube à ondes progressives 125 de type 200W, ayant pour dimensions 290 x 70 x 45 mm sans les composants pour le refroidissement (à savoir ventilateur et radiateur). D'autres éléments utilisés dans les chaînes de réception et d'émission sont également supportés par le bras de source 12 mais ne sont pas décrits plus en détail ici : motorisation axe polarisation (moteur, codeur, fins de course), orthomode, filtre RX, LNA, joint tournant pour la polarisation, filtre harmonique, filtre TX, coupleur, isolateur, TWT, guides de liaison, structures porteuses de guide, ... Le tube à ondes progressives 125 est relié à un bloc d'alimentation (non représenté) interne à la base 2 par l'intermédiaire d'un câble souple électrique (non représenté) courant le long des bras rectilignes 120' du bras de source et passant sensiblement au niveau des articulations 11'. Le bloc d'alimentation est une alimentation à découpage permettant de convertir la tension secteur (de 90V à 265V, 50 à 60 Hz) en une ou plusieurs hautes tensions nécessaires au TWT. Ce bloc est monté vissé sur cylindres-blocs (pour la tenue en vibration et choc) dans le fond de la base 2. Les éléments d'amplification de puissance/faible bruit 124 sont reliés aux éléments de bande de base par l'intermédiaire d'un câble coaxial (non représenté) passant également sensiblement au niveau des articulations 11' autour de l'axe 11. L'utilisation d'un câble coaxial plus souple qu'un guide d'onde permet de diminuer les efforts résistifs supportés par les articulations 11'.

Ainsi, le signal généré par la bande de base est appliqué à la station portative qui en effectue le changement de bande de fréquence (bande L vers bande KU) puis transmis au tube à l'amplificateur haute puissance (tube 125) par le câble coaxial, amplifié par ledit tube 125 (lequel est alimenté par le bloc d'alimentation situé dans la base) puis émis sous forme d'ondes électromagnétiques au travers d'un guide d'onde 126 vers le cornet 123 puis successivement réfléchi par le réflecteur secondaire 121 et le réflecteur primaire 10 vers le satellite visé. Le chemin inverse de réception est identique à l'exception que le signal reçu est traité, de façon traditionnelle, par les moyens d'amplification faible bruit 124 (et non pas par l'amplificateur haute puissance) puis transposé dans la bande L via le bloc de conversion bande KU vers bande L à l'intérieur de la valise avant d'être transmis à la bande de base hors la valise par un câble coaxial. Le plateau tournant 141 constitue le positionneur à axes AZ et EL : • le plateau 141 tourne horizontalement suivant l'axe AZ (figure 4) • le plateau tournant 141 supporte l'axe EL (confondu avec l'axe de rotation 11, figure 3) dont la motorisation est constitué du motoréducteur 14 L'axe 11 est l'axe motorisé par le motoréducteur 14. Le bras de source et le réflecteur primaire sont décorrélés structurellement. Le positionneur AZ/EL 141 joue le rôle d'interface entre ces deux composants. Les cames 13 et le réflecteur primaire 10 sont fixés de façon solidaire avec l'axe 11 de sorte que l'angle a (voir Fig.7) formé par les cames 13 et le réflecteur primaire 10 ne varie pas. Le positionneur 14 modifie l'élévation de l'antenne 10 (et du bras de source 12) par rotation de l'axe 11 à l'aide d'un système d'engrenage 143 et d'une vis sans fin 143' (figure 8ter).

Le réflecteur primaire 10, le bras de source 12 et la motorisation 14 de l'axe EL sont montés sur un plateau horizontal tournant 141 selon un axe vertical sous l'action de la motorisation (non visible) de l'axe AZ afin de régler l'azimut de l'antenne 10. Le plateau 141 est monté sur un roulement à billes 142 (figure 4) par rapport à la base 2. La motorisation de l'axe AZ entraîne le plateau 141 en rotation par un système de roues crantées (non représentées). Un système de pointage automatique peut être prévu pour piloter automatiquement les axes AZ, EL et POL de sorte que la station pointe vers un satellite présélectionné.

L'axe POL d'un positionneur ad hoc (non représenté), monté sur le bras de source, permet de régler la polarisation de l'antenne en tournant le cornet 123 autour de son axe de révolution. Du fait que le bloc d'alimentation du tube 125 est positionné dans la base 2, les efforts soumis au positionneur 141 sont moindres qu'en présence de ce bloc sur le bras de source 12 et donc le positionneur 141 et ses motorisations d'axes AZ et EL peuvent être dimensionné de taille plus petite.

En référence aux figures 4 à 6, le tube à ondes progressives 125 est de forme sensiblement parallélépipédique. Le tube 125 est positionné latéralement sur le bras de source 12 (sur l'un des deux bras rectilignes 120' en s'étendant vers l'extérieur du bras de source) et est légèrement incliné par rapport au plan formé par les deux bras 120' s'étendant depuis l'axe 11. Cette inclinaison permet au tube 125 d'épouser au mieux la courbure du réflecteur primaire 10 en position repliée. Cette inclinaison est de l'ordre de 13=0 à 15°, préférentiellement de 5 à 10°. Comme illustré sur les figures 4 à 6, le positionnement du tube 125 et cette inclinaison permettent d'occuper une partie de l'espace formé par la courbure du réflecteur primaire 10, augmentant la compacité de la station 1 en position de stockage. L'inclinaison du tube 125 est obtenue par l'utilisation d'un profil de bras 120' supportant le tube 125 de type trapèze rectangle (figure 4) dont le côté incliné (d'un angle 3) correspond à la surface supérieure du bras 12 sur laquelle est fixé le tube 125. La fixation du tube 125 sur le bras 120' est réalisée par collage ou vissage. La came 13 et le mouvement résultant sont maintenant décrits 30 plus en détail en référence aux figures 7 à 12.

Une came 13 est fixée à chacune des extrémités des bras 120' du bras de source 12 (au niveau des articulations 11'). Cette came 13 présente : -deux axes de rotation distincts : le premier 11 confondu avec l'axe de rotation du réflecteur primaire 10 pour permettre le colisage de la structure en position de stockage et le réglage de l'élévation en utilisation, et le second 130 pour la rotation du bras de source 12 par rapport à la came 13, -une zone de butée 131 qui, en position d'utilisation, est en contact permanent avec une butée correspondante 132 prévue sur le bras 120' de sorte à permettre à l'axe 11 d'élévation d'entraîner en rotation le bras de source 12. En utilisation, le bras de source 12 est maintenu en porte-à-faux par la came 13. Dans l'exemple des figures, les butées sont prévues du côté opposé à l'axe 11 par rapport à l'axe 130 ; la butée 132 sur le bras 12 est au-dessus de la butée 131 sur la came 13 de sorte à contrebalancer le poids du bras de source 12. Des butées positionnées entre les deux axes peuvent être prévues, auquel cas la butée 132 du bras 120' est en dessous de la butée 131 de la came 13, -des moyens de retenus 133 de type logement oblong qui viennent accueillir un mécanisme à cliquet 134 prévu à l'extrémité du bras de source 12. Lorsque le bras de source 12 et la came 13 sont alignés (position d'utilisation), le mécanisme à cliquet 134, solidaire du bras de source 12, s'engage et s'enclenche dans le logement oblong 133 de la came 13. De par la forme oblongue du logement 133, le cliquet 134 n'empêche pas une petite rotation du bras de source 12 par rapport à la came 13. La force générée par un ressort dans le mécanisme à cliquet 134 définit la force de retenue du bras de source 12 par la came 13. On utilise donc un mécanisme 134 présentant une force de retenue supérieure au poids du bras de source 12 équipée et inférieure à la force appliquée par un mécanisme d'actionnant servant à replier le système antennaire. Ainsi, on peut plier à nouveau la came par rapport au bras (en appliquant une force supérieure à la valeur prédéfinie du ressort) pour atteindre la position repliée du système. Typiquement, pour de fortes élévations de l'antenne (rotation importante autour de l'axe 11, de l'ordre de 85 à 90°), le bras de source 12 peut être quasi vertical et le réflecteur primaire 10 quasi horizontal. Le mécanisme à cliquet 124 permet ainsi de parer un éventuel basculement du bras source 12 vers l'arrière (vers le réflecteur primaire) sous l'effet du vent ou d'un choc.

Le rôle de la came 13 consiste à permettre le colisage en position stocké du bras de source 12 équipé. Les figures 7 à 11 présentent le repliement de la station depuis la position d'utilisation (figure 7) vers la position de colisage/stockage (figure 12).

Juste avant le début du fonctionnement de la came 13, le bras de source 12 forme avec l'horizontale un angle aigu (figures 7-8) et repose sur une butée 15 solidaire de la base 2. Cette butée 15 stoppe la rotation du bras de source 12 alors que l'axe 11 poursuit sa rotation. Lorsque la rotation de l'axe 11 se poursuit pour engager le repliement de la station, la butée 15 empêche la rotation du bras 12, la force appliquée par le motoréducteur de l'axe EL 14 à l'axe 11 déloge le cliquet 134 du logement oblong correspondant 133, et du coup les butées 131 et 132 perdent contact (figures 9 et 9ter). Dès que la came 13 commence son rôle, elle imprime, au bras de source 12, un double mouvement de translation verticale autour du point de basculement/rotation de la butée 150, c'est-à-dire, en position d'utilisation : •du bas vers le haut du côté du miroir secondaire 121 (flèche FI, figure 9 bis), pour la partie du bras de source à gauche de la butée, du fait du basculement/rotation autour de la butée 150 (le mouvement avant vers arrière étant minime), • du haut vers le bas du côté de la came 13 (flèche F2, figure 9ter). imposant au bras de source une orientation horizontale (orientation synonyme de faible encombrement en hauteur) par léger basculement du bras 12 autour du point d'appui 15 (ou butée). La came 13 continue sa rotation (flèche F3, figure 9 ter) autour de l'axe 11 et imprime au bras de source 12 un mouvement de l'avant vers l'arrière (le mouvement du haut vers le bas devient minime) (flèche F4, figure 10) par glissement du bras 12 sur l'élément de butée 15. Ce mouvement permet de "ramener" le bras 12 sous le mécanisme du positionneur 14 de sorte à diminuer l'espace requis au stockage de l'extrémité avant du bras de source 12. On gagne ainsi en compacité de la station en position de stockage.

Le mouvement de translation principalement horizontal se poursuit (figure 11), la came 13 finissant en position verticale (figure 12) correspondant à un bras 12 replié horizontal et un réflecteur primaire 10 rabattu au-dessus du bras 12.

Des moyens de fixation du bras de source sont également prévus afin de fixer le bras de source 12 à la base 2 en position de stockage de sorte à accroître la résistance de la station aux chocs ou vibrations subies lors de son transport/sa manipulation. À cet effet, comme illustré en figure 7, un doigt 16 est prévu sur le bras de source 12, l'extrémité du doigt s'étendant dans le sens longitudinal du bras 12 vers la came 13. Un logement 17 complémentaire du doigt 16 est prévu sur la base 2. Comme présenté sur la figure 7, ce logement 17 est réalisé dans la butée d'appui 15 prévue sur la base 2.

Comme montré sur les figures 10bis et 1 1 bis, lors de la translation principalement horizontale du bras de source 12 sous l'effet de la came 13, le doigt 16 se rapproche du logement 17 puis s'engage à l'intérieur du logement 17 pour coopérer à la fixation du bras 12 en position de stockage (figure 13). Ce système de fixation (16, 17) est prévu au niveau des deux bras 120' du bras de source 12 pour permettre le maintien/blocage du bras de source 12, ce qui est une fonction fondamentale lors du transport de la station ou lors de son utilisation en drive-away (fixée sur la galerie d'un véhicule). Comme indiqué précédemment, le réflecteur secondaire 121 est articulé autour de l'axe horizontal 122 (figure 7) permettant, en combinaison avec la translation principalement horizontale du bras de source 12 par l'effet came 13, d'effectuer un rangement efficace de ce réflecteur 121 dans un logement 20 prévu dans la base 2 (figure 7bis). L'escamotage de ce réflecteur 121 peut ainsi être réalisé dans une partie de l'espace formé par la courbure du réflecteur primaire 10, améliorant la compacité de la station. Le logement 20 présente un profil courbe 21 depuis un point supérieur 210 sensiblement vers le haut de la base 2 et un point inférieur 211 sensiblement vers le bas de la base 2.

Le mécanisme de repliement du réflecteur secondaire 121 est maintenant décrit en référence aux figures 7bis à 12bis qui correspondent à un agrandissement en coupe de la zone du réflecteur secondaire dans les mêmes étapes de repliement que celles des figures 7 à 12.

En fin d'utilisation de la station 1, celle-ci est remise en position azimut=0° et élévation=20°, représentée par la figure 7. Dans cette position, le réflecteur secondaire 121 n'est pas en contact avec le profil 21 (figure 7bis). Le début de la phase de repliement actionnée par la rotation de l'axe 11 amène la zone inférieure du réflecteur secondaire 121 au contact du point supérieur 210 du profil 21 dans le logement 20 (figure 8bis).

Lors des translations successivement de haut en bas (figure 9) et de l'avant vers l'arrière (figures 10-11), le réflecteur secondaire 121 glisse le long du profil guidant 21 tout en tournant autour de l'axe 122. Sous l'effet de la translation horizontale (figure 10), l'axe 122 est ramené vers l'arrière de la station 1 (côté de l'axe 11) entraînant une rotation plus importante du réflecteur secondaire 121 (figures 10bis et 11 bis). En position totalement repliée (position de stockage û figure 12), le réflecteur secondaire 121 s'est incliné de 35° environ, le bas de ce réflecteur 121 étant sensiblement au niveau du point inférieur 211 du profil 21 (figure 12bis). Cette inclinaison peut être adaptée en modifiant le profil 21 de façon adéquate. Il est recherché une inclinaison qui limite l'étalement horizontal du réflecteur secondaire 121 en position repliée et qui tend à rendre le réflecteur secondaire 121 parallèle à la portion du réflecteur primaire 10 faisant face en position de stockage. Bien que la description précédente ait été faite en référence au repliement de la station 1, le déploiement de celle-ci se déduit de ces éléments en reprenant les différentes étapes des figures 7 à 12 depuis la dernière figure 12 vers la figure 7. Ainsi, le mouvement de translation principalement horizontale dégage le doigt 16 du logement 17.

Lors de la rotation de la came 13 et du réflecteur 10 autour de l'axe 11, le cliquet 134 s'engage dans le logement oblong 133 alors que les butées 131 et 132 ne sont pas encore en contact. Grâce à la forme oblongue du logement 133, la rotation de la came 13 continue sous l'action de l'axe 11 et du positionneur 14 pour mettre les deux butées en contact, le bras de source 12 reposant toujours sur le point d'appui 15. Une fois le contact des butées établi, l'axe 11 entraîne en rotation le bras de source 12.

Lors de la translation principalement horizontale du bras de source 12, le réflecteur secondaire 121 subit également une rotation dans le sens inverse sous l'action d'une force de rappel, par exemple un ressort prévu au niveau de l'axe de rotation 122. Une butée (non représentée) peut également être au niveau du réflecteur secondaire 121 et du bras de source 12 pour définir la position d'utilisation de ce réflecteur secondaire 121. Le ressort applique une force de contact entre le réflecteur secondaire et la butée de sorte à limiter le mouvement du réflecteur secondaire 121 en présence de vibrations ou chocs. La station 1 ainsi prévue peut être exploitée en mode driveaway (figure 14) dans lequel la base 2 est fixée sur la galerie d'un véhicule, sans capot supérieur 5. L'aérodynamisme procuré par le réflecteur primaire 10 muni de ses pétales 10' et 10", dans la position repliée de stockage de la station 1, permet une telle utilisation sans risque majeur d'altérer la station. La station est ensuite déployée en position d'utilisation lorsque le véhicule est à l'arrêt sur le site d'exploitation.20

Claims (14)

REVENDICATIONS

1. Antenne satellite (1) pour l'émission d'un signal électromagnétique comprenant au moins : un réflecteur parabolique primaire (10), un bras de source (12), et - des moyens amplificateurs haute puissance, caractérisée en ce que lesdits moyens amplificateurs haute puissance comprennent un premier élément actif d'amplification (125) disposé sur ledit bras de source (12) et un bloc d'alimentation agencé pour alimenter ledit premier élément actif (125) et disposé hors dudit bras de source (12).

2. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit réflecteur parabolique primaire (10) et le bras de source (12) sont montés mobiles par rapport à un support (2) entre une position d'utilisation et une position de stockage.

3. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit premier élément actif d'amplification (125) est agencé sur ledit bras de source (12) de sorte à occuper, en position de stockage, au moins une partie de l'espace formé par la courbure parabolique du réflecteur primaire (10).

4. Antenne satellite (1) selon l'une des revendications 2 et 3, dans laquelle ledit bras de source (12) est monté en rotation par l'intermédiaire de moyens de came (13) rendus solidaires dudit réflecteur primaire (10).

5. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle lesdits moyens de came (13) sont agencés de sorte que ledit bras de source (12) effectue un mouvement de translation30lors du repliement dudit réflecteur primaire (10) entre ladite position d'utilisation et ladite position de stockage.

6. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle les moyens de came (13) comprennent des moyens d'entraînement (131, 132) en rotation dudit bras de source (12) lorsque ledit réflecteur primaire (10) est mis en rotation par rapport audit support (2).

7. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans lequel lesdits moyens d'entraînement comprennent, en outre, des moyens de maintien (133, 134) agencés pour maintenir ledit bras de source (12) et lesdits moyens de came (13) en position relative lors de l'utilisation de ladite antenne (1).

8. Antenne satellite (1) selon l'une des revendications 5 à 7, comprenant, en outre, un réflecteur secondaire (121) monté mobile en rotation sur ledit bras de source (12), ledit support (2) comprenant des moyens de guidage (21, 210, 211) 20 agencés pour guider ledit réflecteur secondaire (121) en rotation lors de ladite translation du bras de source (12).

9. Antenne satellite (1) selon l'une des revendications 5 à 8, comprenant en outre des moyens de fixation (16, 17) dudit bras 25 de source (12) dans la position de stockage.

10. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle lesdits moyens de fixation (16, 17) comprennent un premier élément de fixation (16) disposé sur ledit bras de source 30 (12) et un deuxième élément de fixation (17) solidaire dudit support (2), lesdits premier et deuxième éléments de fixation (16, 17) étant agencés pour coopérer ensemble lors de ladite translation du bras de source (12).

11. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit premier élément de fixation comprend au moins un doigt solidaire (16) dudit bras de source (12) et ledit deuxième élément de fixation comprend au moins une ouverture (17) pratiquée dans ledit support (15, 2) et agencée pour recevoir ledit au moins un doigt (16) lors du mouvement de translation.

12. Antenne satellite (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, dans laquelle ledit premier élément actif (125) est du type tube à vide.

13. Antenne satellite (1) selon la revendication précédente, dans laquelle ledit premier élément actif (125) est un tube à ondes progressives.

14. Station portable de liaison satellite (1) comprenant une antenne selon l'une quelconque des revendications 2 à 13 et un couvercle (5) venant en prise de façon amovible avec ledit support (2), lesdits support et couvercle étant agencés pour former une structure de stockage de ladite antenne en position de stockage.