FR2937186A1 - DEPLOYABLE STRUCTURE AND MEMBRANE ANTENNA SYSTEM INCLUDING SUCH STRUCTURE. - Google Patents

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Abstract

L'invention concerne une structure déployable comprenant : une pluralité de membranes (M) supportant au moins un élément imprimé ayant la fonction d'antenne ; une pluralité de pantographes (20) destinée à déployer les membranes ; caractérisée en ce qu'une membrane (M) est supportée par deux pantographes en regard, les pantographes étant identiques et disposés de part et d'autre de la membrane.The invention relates to a deployable structure comprising: a plurality of membranes (M) supporting at least one printed element having the antenna function; a plurality of pantographs (20) for deploying the membranes; characterized in that a membrane (M) is supported by two pantographs facing each other, the pantographs being identical and arranged on either side of the membrane.

Description

l DOMAINE TECHNIQUE GENERAL L'invention concerne une structure déployable supportant au moins une membrane et plus particulièrement son utilisation dans un système antennaire dont les membranes constituent la structure rayonnante 5 principale et notamment celles pouvant être embarquées sur un système satellite. GENERAL TECHNICAL FIELD The invention relates to a deployable structure supporting at least one membrane and more particularly its use in an antenna system whose membranes constitute the main radiating structure and in particular those that can be embedded on a satellite system.

ETAT DE LA TECHNIQUE, Les structures déployables sont fréquemment utilisées sur les 10 satellites afin de répondre aux contraintes d'encombrement sous coiffe lors du lancement. On entend par déployable une structure dont le volume stocké est inférieur au volume après déploiement. On parle de structure dépliable lorsque le volume stocké est égal 15 au volume en opération. Les structures déployables sont particulièrement appropriées pour la conception mécanique d'antennes, dont l'aire projetée dans une direction donnée exprimée en longueurs d'ondes conditionne fortement les performances en rayonnement. 20 Ainsi lorsqu'une forte directivité est demandée ou lorsque la fréquence de fonctionnement est relativement basse, des antennes de grandes dimensions sont nécessaires. Au delà de deux à trois mètres, les solutions dépliables ne peuvent généralement plus répondre aux contraintes d'aménagement sous coiffe. 25 Parmi les solutions d'antennes déployables connues, de nombreuses réalisations s'appuient sur des technologies membranes. Associées à une structure porteuse et un système de déploiement, les antennes membranes présentent l'avantage d'être d'un encombrement faible lorsqu'elles sont en configuration de stockage. 30 Ces antennes présentent aussi en général un poids sensiblement inférieur à des antennes rigides de dimensions équivalentes. STATE OF THE ART Deployable structures are frequently used on the satellites in order to meet the congestion constraints under the hood during launch. Deployable is a structure whose stored volume is less than the volume after deployment. This is a foldable structure when the stored volume is equal to the volume in operation. Deployable structures are particularly suitable for the mechanical design of antennas, whose area projected in a given direction expressed in wavelengths strongly conditions the radiation performance. Thus when a high directivity is required or when the operating frequency is relatively low, large antennas are required. Beyond two to three meters, foldable solutions can not generally meet the constraints of development under headdress. Among the known deployable antenna solutions, many embodiments rely on membrane technologies. Associated with a carrier structure and a deployment system, the membrane antennas have the advantage of being of a small footprint when they are in storage configuration. These antennas also generally have a substantially lower weight than rigid antennas of equivalent size.

Lorsqu'une antenne de grandes dimensions est nécessaire, plusieurs problèmes contraignant la conception doivent être considérés. Tout d'abord, le volume de stockage doit être compatible avec des contraintes d'aménagement sous coiffe. When a large antenna is needed, several problems constraining the design must be considered. First of all, the storage volume must be compatible with under-the-head layout constraints.

En outre, la structure porteuse et le mécanisme de déploiement associé doivent assurer une rigidité suffisante afin d'obtenir un bon état de surface, cette dernière caractéristique ayant un impact direct sur les performances électromagnétiques de l'antenne. Plus précisément, le gain de l'antenne est dégradé lorsque l'état de 10 surface n'est pas conforme. Des rayonnements non désirés (lobes secondaires, rayonnement arrière, polarisation croisée) peuvent également être accentués. La non-conformité de l'état de surface peut être due à la précision de la structure porteuse en elle-même ou aux efforts mécaniques et 15 vibrations subis. En particulier, pour des antennes de grandes dimensions, des phénomènes de battement dans la direction orthogonale au plan de l'antenne peuvent affecter sensiblement l'état de surface. De plus, lorsque plusieurs membranes sont nécessaires pour 20 réaliser la fonction d'antenne (généralement, deux voire davantage de membranes parallèles), la précision du positionnement relatif est particulièrement importante pour assurer de bonnes performances en adaptation et rayonnement. La qualité de l'état de surface et du positionnement relatif éventuel 25 des membranes est généralement définie proportionnellement à la longueur d'onde. Typiquement, une précision de l'ordre du vingtième de la longueur d'onde est nécessaire. Le choix de la structure porteuse est donc particulièrement 30 important pour ne pas conduire à un surdimensionnement mécanique, avec pour conséquence une masse et un encombrement accrus. In addition, the carrier structure and the associated deployment mechanism must provide sufficient rigidity to obtain a good surface condition, the latter feature having a direct impact on the electromagnetic performance of the antenna. More precisely, the gain of the antenna is degraded when the surface state is not in conformity. Unwanted radiation (side lobes, backward radiation, cross polarization) can also be accentuated. The nonconformity of the surface condition may be due to the accuracy of the carrier structure itself or the mechanical forces and vibrations experienced. In particular, for large antennas, beat phenomena in the direction orthogonal to the plane of the antenna can substantially affect the surface state. In addition, when multiple membranes are required to perform the antenna function (typically two or more parallel membranes), the relative positioning accuracy is particularly important to ensure good matching and radiation performance. The quality of the surface condition and any relative positioning of the membranes is generally defined in proportion to the wavelength. Typically, a precision of the order of one twentieth of the wavelength is necessary. The choice of the supporting structure is therefore particularly important so as not to lead to mechanical oversizing, with consequent increased mass and bulk.

Ainsi, une antenne membrane déployable doit satisfaire à plusieurs contraintes : un faible encombrement en configuration de stockage, une grande taille en configuration déployée, une structure de maintien précise et qui plus est capable de supporter des efforts mécaniques, et une masse réduite par rapport à son équivalent en technologies rigides. Thus, a deployable membrane antenna must satisfy several constraints: a small bulk in storage configuration, a large size in deployed configuration, a precise holding structure and which is more capable of withstanding mechanical forces, and a reduced mass compared to its equivalent in rigid technologies.

PRESENTATION DE L'INVENTION L'invention concerne une structure déployable permettant d'obtenir une antenne membrane avec une ouverture rayonnante de grandes 10 dimensions tout en conservant un volume de stockage faible. La structure de l'invention offre une rigidité supplémentaire par rapport aux antennes déployables de type connu, notamment afin de minimiser les effets de battement selon la direction orthogonale au plan de l'antenne. 15 En outre, la structure de l'invention permet d'assurer un bon état de surface des membranes déployées par l'ajout de barres transverses sur lesquels reposent la ou les membranes. Ainsi, selon un premier aspect, l'invention concerne un structure déployable comprenant : une pluralité de membranes supportant au moins 20 un élément imprimé ayant la fonction d'antenne ; une pluralité de pantographes destinée à déployer les membranes. La structure de l'invention est caractérisée en ce qu'une membrane est supportée par deux pantographes en regard, les pantographes étant identiques et disposés de part et d'autre de la membrane. 25 Le déploiement de la membrane s'effectue dans une direction générale qui est à la verticale de la base de la structure et de manière plus précise dans une direction qui correspond à celle donnée par la forme des pantographes mis en oeuvre. Ainsi, la forme de la structure déployée est donnée par le profil des pantographes : droit, parabolique ou tel que la 30 structure déployée ait une forme hexagonale ou trapézoïdale. PRESENTATION OF THE INVENTION The invention relates to a deployable structure for obtaining a membrane antenna with a large radiating aperture while maintaining a low storage volume. The structure of the invention offers additional rigidity compared to deployable antennas of known type, in particular to minimize the effects of flapping in the direction orthogonal to the plane of the antenna. In addition, the structure of the invention makes it possible to ensure a good surface state of the deployed membranes by the addition of transverse bars on which the membrane or membranes rest. Thus, according to a first aspect, the invention relates to a deployable structure comprising: a plurality of membranes supporting at least one printed element having the antenna function; a plurality of pantographs for deploying the membranes. The structure of the invention is characterized in that a membrane is supported by two pantographs facing each other, the pantographs being identical and arranged on either side of the membrane. The deployment of the membrane takes place in a general direction which is vertical to the base of the structure and more precisely in a direction which corresponds to that given by the shape of the pantographs used. Thus, the shape of the deployed structure is given by the profile of the pantographs: straight, parabolic or such that the deployed structure has a hexagonal or trapezoidal shape.

En configuration déployée, une telle structure peut avoir une hauteur de deux mètres et plus en fonction des contraintes mécaniques, de poids et de planéités exigées propre à l'application ciblée, et plus particulièrement à la fréquence de fonctionnement. In deployed configuration, such a structure can have a height of two meters and more depending on the mechanical constraints, weight and flatness required specific to the targeted application, and more particularly to the operating frequency.

Selon un second aspect, l'invention concerne un système antennaire comprenant une structure déployable selon le premier aspect de l'invention. Selon un troisième aspect, l'invention concerne un système satellite comprenant au moins un système antennaire selon le second 10 aspect de l'invention. According to a second aspect, the invention relates to an antenna system comprising a deployable structure according to the first aspect of the invention. According to a third aspect, the invention relates to a satellite system comprising at least one antenna system according to the second aspect of the invention.

PRESENTATION DES FIGURES D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit laquelle est purement illustrative et non 15 limitative et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : la figure 1 illustre schématiquement un satellite ; la figure 2 illustre une structure déployable selon l'invention utilisée dans un système antennaire de type réseau à rayonnement direct ; 20 - la figure 3 illustre une structure déployable selon l'invention utilisée dans un système antennaire de type réseau réflecteur ou transmetteur alimentée par un élément rayonnant en vis-à-vis ; la figure 4 illustre deux structure déployables selon l'invention 25 utilisées dans un système antennaire de type réseau à rayonnement direct ; la figure 5 illustre une structure déployable selon l'invention utilisée dans un système antennaire comportant plusieurs réseaux réflecteurs ou transmetteurs selon un arrangement dit 30 en palette avec un élément rayonnant en vis-à-vis par réseau ; les figures 6a, 6b, 6c illustrent plusieurs configurations de membranes déployées avec différents profils pour les pantographes en regard ; - la figure 7 illustre une vue de profil d'une structure déployable 5 permettant une surface autre que plane ; les figures 8a, 8b illustrent le principe de déploiement d'un pantographe mis en oeuvre pour déployer la structure porteuse ; - la figure 9 illustre un pantographe s'étendant selon une direction à profil parabolique ; 10 les figures 10a, 10b, 10c illustrent différentes phases du déploiement de la structure porteuse. PRESENTATION OF THE FIGURES Other features and advantages of the invention will become apparent from the description which follows which is purely illustrative and non-limiting and should be read with reference to the appended figures in which: FIG. 1 schematically illustrates a satellite; FIG. 2 illustrates a deployable structure according to the invention used in a antennasystem of the direct radiation network type; FIG. 3 illustrates a deployable structure according to the invention used in an antennasystem of the reflector or transmitter network type powered by a radiating element in vis-à-vis; FIG. 4 illustrates two deployable structures according to the invention used in an antennasystem of the direct radiation network type; FIG. 5 illustrates a deployable structure according to the invention used in an antenna system comprising a plurality of reflector networks or transmitters in a so-called pallet arrangement with a radiating element facing each other by means of a network; FIGS. 6a, 6b and 6c illustrate several configurations of deployed membranes with different profiles for the pantographs facing each other; FIG. 7 illustrates a profile view of a deployable structure allowing a surface other than flat; Figures 8a, 8b illustrate the deployment principle of a pantograph implemented to deploy the carrier structure; FIG. 9 illustrates a pantograph extending in a direction with a parabolic profile; Figures 10a, 10b, 10c illustrate different phases of the deployment of the carrier structure.

DESCRIPTION DETAILLEE La figure 1 illustre schématiquement un satellite 10 comprenant 15 deux structures 11 déployables. En configuration de stockage, les structures déployables sont repliées sur la partie centrale 12 du satellite. La figure 2 illustre une structure 11 déployée comprenant une membrane M utilisée dans un système antennaire de type réseau à rayonnement direct. 20 Les composants imprimés R (à titre illustratif représentés ici tous identiques) sur la membrane M émettent directement l'énergie qui leur est transmise par le circuit d'alimentation approprié, usuellement également imprimé. La structure déployée sur cet exemple a une forme 25 parallélépipédique. Les pantographes 20 sont disposés de manière parallèle, de part et d'autre des membranes M à déployer. Pour accroître la rigidité de la structure déployée, on peut disposer des barres 21 transversales pour relier les pantographes notamment aux 30 extrémités de la structure. Grâce à ces barres transversales la tenue mécanique de la structure est garantie. DETAILED DESCRIPTION Figure 1 schematically illustrates a satellite 10 comprising two deployable structures 11. In storage configuration, the deployable structures are folded over the central portion 12 of the satellite. FIG. 2 illustrates a deployed structure 11 comprising a membrane M used in an antennasystem of the direct radiation network type. The printed components R (for illustrative purposes shown here all identical) on the membrane M directly emit the energy which is transmitted to them by the appropriate supply circuit, usually also printed. The structure deployed in this example has a parallelepipedal shape. The pantographs 20 are arranged in parallel manner, on either side of the membranes M to be deployed. In order to increase the rigidity of the deployed structure, transverse bars 21 may be provided to connect the pantographs in particular to the ends of the structure. Thanks to these crossbars the mechanical strength of the structure is guaranteed.

Ces barres transversales 21 contribuent également à la planéité des membranes. L'ensemble de la structure porteuse, incluant pantographe 20 et barres transversales 21, peut être réalisée avec des matériaux usuels en applications spatiales de type aluminium ou carbone. Il est à noter que la structure offre naturellement une dimension contrôlable dans la direction orthogonale au plan principal de l'antenne. Cette dimension est contrôlable en ce qu'elle dépend directement du dimensionnement du pantographe. These transverse bars 21 also contribute to the flatness of the membranes. The entire bearing structure, including pantograph 20 and transverse bars 21, can be made with standard materials in space applications of aluminum or carbon type. It should be noted that the structure naturally offers a controllable dimension in the direction orthogonal to the main plane of the antenna. This dimension is controllable in that it depends directly on the dimensioning of the pantograph.

Cet aspect permet d'assurer un bon positionnement relatif des différentes membranes nécessaires. Les membranes M permettent d'inclure toutes les fonctions radio-fréquences de type connues et nécessaires à l'utilisation de cette structure dans un système antennaire de type réseau à rayonnement direct, réseau réflecteur ou réseau transmetteur, encore appelé lentille. En particulier, une membrane M peut jouer le rôle de plan de masse, tandis qu'une autre comprend les éléments rayonnants. Le plan de masse permet en particulier de minimiser le rayonnement arrière, habituellement non désiré pour des modes de fonctionnement de type réseau à rayonnement direct ou réseau réflecteur. Dans le cas d'un mode de fonctionnement de type lentille, les éléments imprimés ne nécessitent pas de plan de masse. Le circuit d'alimentation ou des éléments rayonnants supplémentaires de type empilés peuvent éventuellement être imprimés 25 sur une ou plusieurs membranes supplémentaires. L'intérêt d'imprimer le circuit d'alimentation sur une membrane séparée est de réduire le couplage avec les éléments rayonnants et ainsi d'améliorer les performances globales de l'antenne, tandis que les structures rayonnantes de type empilées permettent usuellement d'élargir 30 la bande de fréquences. This aspect makes it possible to ensure a good relative positioning of the different necessary membranes. The membranes M make it possible to include all radio-frequency functions of known type and necessary for the use of this structure in an antennasystem of the direct radiation network type, reflector network or transmitting network, also called lens. In particular, a membrane M can act as a ground plane, while another comprises the radiating elements. The ground plane makes it possible in particular to minimize the backward radiation, which is usually undesired for operating modes of the direct radiation network or reflector network type. In the case of a lens-like mode of operation, the printed elements do not require a ground plane. The supply circuit or additional stacked type radiators may optionally be printed on one or more additional membranes. The advantage of printing the supply circuit on a separate membrane is to reduce the coupling with the radiating elements and thus to improve the overall performance of the antenna, whereas the stacked type of radiating structures usually make it possible to enlarge The frequency band.

On entend par membrane un matériau souple de faible épaisseur relativement transparent radio-électriquement sur lequel il est possible de faire un dépôt de métallisation (du cuivre par exemple) afin de réaliser des motifs correspondant aux fonctions radio-fréquences mentionnées ci-5 dessus. Le matériau utilisé pour la membrane peut être du Kapton. La figure 3 illustre une structure 11 déployée similaire à celle de la figure 2 utilisée dans un système antennaire de type réseau réflecteur ou lentille comprenant en outre une pluralité de motifs imprimés R disposés 10 sur la membrane M et une source S disposée en regard. L'énergie électromagnétique est rayonnée par la source S puis est réfléchie ou transmise par le réseau d'éléments imprimés. L'intérêt des réseaux réflecteurs (en anglais, reflect array ) et des réseaux transmetteurs ou lentilles (en anglais, transmit array ou 15 lens ) est de permettre des performances en rayonnement avec une surface plane comparables à celles d'une antenne réflecteur de forme parabolique connue pour focaliser l'énergie et donc assurer en théorie une directivité d'antenne maximale. Les réseaux réflecteurs et les lentilles tels que décris ci-dessus sont 20 avantageux en ce qu'une surface plane est généralement plus simple à réaliser qu'une surface formée pour une précision d'état de surface donnée. Le réseau réflecteur ou transmetteur est constitué d'une pluralité de motifs élémentaires dont la forme modifie la phase du coefficient de 25 réflexion ou transmission respectivement. Pour assurer un fonctionnement optimal du réseau réflecteur ou transmetteur, la phase du coefficient de réflexion ou transmission respectivement doit compenser le décalage en phase induit par la différence de chemins électriques entre une surface plane et la surface 30 parabolique ayant son foyer au niveau de la source S. By membrane is meant a flexible material of relatively thin thickness radially electrically on which it is possible to make a metallization deposit (copper for example) in order to achieve patterns corresponding to radio-frequency functions mentioned above. The material used for the membrane may be Kapton. FIG. 3 illustrates a deployed structure 11 similar to that of FIG. 2 used in an antennal system of the reflector or lens network type further comprising a plurality of printed patterns R disposed on the membrane M and a source S placed opposite. The electromagnetic energy is radiated by the source S and is reflected or transmitted by the network of printed elements. The interest of reflector networks (in English, reflect array) and transmitters or lenses networks (in English, transmit array or lens) is to allow radiation performance with a flat surface comparable to that of a shape reflector antenna. parabolic known to focus the energy and thus ensure in theory a maximum antenna directivity. The reflector arrays and lenses as described above are advantageous in that a planar surface is generally simpler to achieve than a surface formed for a given surface-state accuracy. The reflector or transmitter network consists of a plurality of elementary patterns whose shape changes the phase of the reflection or transmission coefficient respectively. To ensure optimum operation of the reflector or transmitter array, the phase of the reflection or transmission coefficient respectively must compensate for the phase shift induced by the difference in electrical paths between a planar surface and the parabolic surface having its focus at the source. S.

Afin d'accroître la surface de rayonnement dans le cas d'une structure en rayonnement direct, il est possible de positionner deux structures 11 déployables de part et d'autre du centre 12 d'un satellite tel qu'illustré sur la figure 4. In order to increase the radiation surface in the case of a structure in direct radiation, it is possible to position two structures 11 deployable on either side of the center 12 of a satellite as shown in FIG. 4.

La figure 5 illustre une structure déployable comprenant une membrane M sur laquelle plusieurs réflecteurs RI, R2, R3, R4 sont imprimés selon un agencement dit en palette. Chacune des sources SI, S2, S3, S4 est associée respectivement à un réflecteur RI, R2, R3, R4 et est pointée dans sa direction. FIG. 5 illustrates a deployable structure comprising a membrane M on which several reflectors R1, R2, R3, R4 are printed in a so-called pallet arrangement. Each of the sources S1, S2, S3, S4 is respectively associated with a reflector R1, R2, R3, R4 and is pointed in its direction.

Les figures 6a, 6b, 6c illustrent différentes orientations possibles pour les deux pantographes permettant le déploiement de la structure. La figure 6a permet d'obtenir une structure déployée en forme de parallélépipède déjà décrite ci-dessus. Cet agencement présente l'avantage d'avoir des barres transversales rigides, par opposition aux autres orientations envisagées. D'un point de vue électromagnétique, cette orientation permet des formes d'antennes fortement rectangulaires, permettant une directivité importante selon un axe uniquement. Ce mode de rayonnement est régulièrement employé dans les applications radars et radiomètres. Figures 6a, 6b, 6c illustrate different possible orientations for the two pantographs for deploying the structure. FIG. 6a makes it possible to obtain a parallelepiped-shaped expanded structure already described above. This arrangement has the advantage of having rigid transverse bars, as opposed to the other orientations envisaged. From an electromagnetic point of view, this orientation allows forms of highly rectangular antennas, allowing a significant directivity along an axis only. This mode of radiation is regularly used in radar and radiometer applications.

Le type d'antenne associé est usuellement un réseau à rayonnement direct, mais un mode de fonctionnement en réseau réflecteur ou transmetteur peut aussi être envisagé pour certaines applications spécifiques. La figure 6b permet d'obtenir une structure déployée en forme 25 d'hexagone. Cette forme de structure est intéressante pour accroître la directivité de l'antenne tout en ayant une similitude géométrique entre les deux axes principaux définissant le plan de l'antenne. Cette dernière caractéristique permet des diagrammes en coupe de rayonnant en champ 30 lointain fortement similaires dans les deux plans orthogonaux principaux de l'antenne, propriété intéressante pour certaines applications comme en télécommunications par exemple. Cette forme peut avoir un intérêt en mode de rayonnement direct ou indirect (réseau réflecteur ou lentille). The type of antenna associated is usually a direct radiation network, but a reflector or transmitter network mode of operation can also be envisaged for certain specific applications. Figure 6b provides a deployed hexagon-shaped structure. This form of structure is interesting for increasing the directivity of the antenna while having a geometric similarity between the two main axes defining the plane of the antenna. This last feature allows very similar far-field radiant cross-sectional diagrams in the two main orthogonal planes of the antenna, a property of interest for certain applications such as telecommunications for example. This shape may have an interest in direct or indirect radiation mode (reflector network or lens).

La figure 6c permet d'obtenir une structure déployée en forme de trapèze. Cette forme de structure est intéressante pour une implantation d'antenne de type palette telle que décrite précédemment (voir figure 5). En effet, dans ce type de configuration, les réflecteurs ou lentilles les plus dépointés ont généralement besoin d'avoir un diamètre plus important afin de compenser certains phénomènes de pertes radio-fréquence (pertes par débordement ou rendement de surface dégradé). Pour chacune de ces orientations, le déploiement s'effectue toujours dans une direction perpendiculaire à la base de la structure. Figure 6c provides an expanded trapezoidal structure. This form of structure is interesting for a pallet type antenna implantation as described above (see FIG. 5). Indeed, in this type of configuration, the most remote reflectors or lenses generally need to have a larger diameter in order to compensate for certain phenomena of radio frequency losses (overflow losses or degraded surface efficiency). For each of these orientations, the deployment is always carried out in a direction perpendicular to the base of the structure.

Pour les configurations illustrées sur les figures 6b et 6c la séquence de déploiement nécessite des barres transversales extensibles. On préférera utiliser des technologies connues de barres extensibles avec point d'arrêt ou blocage en fin de déploiement afin d'assurer une meilleure rigidité de l'ensemble de la structure. For the configurations illustrated in FIGS. 6b and 6c, the deployment sequence requires extensible transverse bars. It will be preferred to use known technologies of extensible bars with stopping point or blocking at the end of deployment to ensure better rigidity of the entire structure.

La figure 7 illustre une vue de côté d'une structure déployée avec des pantographes 20 à profil parabolique ou circulaire. De tels profils permettent d'améliorer les performances radio-fréquences de l'antenne en configuration réseau réflecteur. Plus précisément, ils permettent d'élargir la bande passante de l'antenne en réduisant les différences de chemin électrique entre la forme réelle de l'antenne et la parabole équivalente. De ce fait, le déphasage nécessaire au niveau des éléments rayonnants qui réfléchissent l'énergie électromagnétique émise par la source est moins important. Les figures 8a, 8b illustrent le déploiement d'un pantographe 20. Figure 7 illustrates a side view of a deployed structure with pantographs 20 with a parabolic or circular profile. Such profiles make it possible to improve the radio-frequency performance of the antenna in reflector network configuration. More precisely, they make it possible to widen the bandwidth of the antenna by reducing the electrical path differences between the actual shape of the antenna and the equivalent parabola. As a result, the phase shift required at the level of the radiating elements that reflect the electromagnetic energy emitted by the source is less important. Figures 8a, 8b illustrate the deployment of a pantograph 20.

Un pantographe est constitué d'une pluralité de brins rigides 200, 201 agencés en ciseaux et tels qu'un resserrement de la base produit un allongement du pantographe. Pour illustrer ce point, la figure 8a présente un pantographe 20 en 5 configuration stockée, tandis que la figure 8b présente le même pantographe 20 en configuration déployée. Le pantographe en question est dit régulier en ce que tous les brins le constituant possèdent la même longueur. En définissant judicieusement les longueurs respectives de chaque 10 brin, il est possible d'obtenir les profils parabolique ou circulaire mentionnés précédemment. La figure 9 illustre un pantographe a profil parabolique. De part sa nature, le pantographe présente une rigidité supérieure dans le plan le contenant. Il peut par contre être sujet à des phénomènes 15 de battement dans la direction orthogonal au plan le contenant. Pour cette raison, la structure proposée présente un bon agencement de ces pantographes assurant une meilleure tenue mécanique de l'ensemble. En particulier, les pantographes minimisent les phénomènes de 20 battement dans la direction orthogonale au plan contenant la ou les membranes, tandis que l'ensemble constitué de la disposition en regard et des barres transversales assure une bonne tenue mécanique dans le plan. Pour une description géométrique détaillée des pantographes on 25 peut se référer à A. Kaveh, A. Davaran, Analysis of pantograph foldable structures , Aout 1994. Les figures 10a, 10b, 10c illustrent le déploiement de la structure porteuse complète, comprenant les deux pantographes 20 en regard et les barres transversales 21. La structure porteuse passe de l'état stocké à 30 l'état totalement déployé. A pantograph consists of a plurality of rigid strands 200, 201 arranged in scissors and such that a tightening of the base produces an elongation of the pantograph. To illustrate this point, Fig. 8a shows a pantograph 20 in stored configuration, while Fig. 8b shows the same pantograph 20 in deployed configuration. The pantograph in question is said to be regular in that all the constituent strands have the same length. By judiciously defining the respective lengths of each strand, it is possible to obtain the parabolic or circular profiles mentioned above. Figure 9 illustrates a pantograph with a parabolic profile. Due to its nature, the pantograph has a greater rigidity in the plane containing it. It may, however, be subject to beat phenomena in the direction orthogonal to the plane containing it. For this reason, the proposed structure has a good arrangement of these pantographs ensuring better mechanical strength of the assembly. In particular, the pantographs minimize the beat phenomena in the direction orthogonal to the plane containing the membrane or membranes, while the assembly consisting of the opposite arrangement and the transverse bars ensures a good mechanical strength in the plane. For a detailed geometric description of the pantographs, see A. Kaveh, A. Davaran, Analysis of pantograph foldable structures, August 1994. Figures 10a, 10b, 10c illustrate the deployment of the complete supporting structure, including the two pantographs 20 and the cross bars 21. The carrier structure changes from the stored state to the fully deployed state.

Ce déploiement peut s'opérer de façon connue soit par un moteur en rotation associé à un mécanisme à base de fils dont l'enroulement produit une tension permettant d'allonger le pantographe soit par un moteur produisant un déplacement linéaire d'une des extrémités en base du pantographe. Dans les deux cas, l'autre extrémité en base du pantographe est fixée à l'interface avec le satellite par une liaison pivot. En fonction des contraintes de planéité, liées directement à la fréquence de fonctionnement de l'antenne, différents modes de fixation 10 des membranes peuvent être envisagés. Les membranes M peuvent par exemple être attachées aux pantographes 20 via des systèmes de mise en tension. Elles peuvent également être attachées au niveau des barres transversales. En fonction du mode de fixation retenue, la membrane en position 15 de stockage peut soit être laissée libre ù elle se replie alors en suivant la structure porteuse soit être enroulée autour d'une structure adéquat en base du pantographe. Dans cette dernière configuration, les points de fixation de la membrane seraient limités. Mais en contrepartie, le stockage en rouleau 20 évite l'apparition de plis sur la membrane pouvant dégrader l'état de surface pour des fonctionnements à plus hautes fréquences. Dans le cas où la membrane est juste repliée, un système de mise en tension est nécessaire pour assurer la planéité des membranes et la disparition des plis précédemment mentionnés. This deployment can be carried out in known manner either by a motor in rotation associated with a mechanism based on son whose winding produces a voltage to extend the pantograph or by a motor producing a linear displacement of one of the ends pantograph base. In both cases, the other end at the base of the pantograph is attached to the interface with the satellite via a pivot link. Depending on the flatness constraints, directly related to the operating frequency of the antenna, different modes of attachment of the membranes can be envisaged. The membranes M may for example be attached to the pantographs 20 by tensioning systems. They can also be attached at the cross bars. Depending on the method of attachment chosen, the membrane in the storage position can either be left free or folded back along the carrier structure or be wrapped around a suitable structure at the base of the pantograph. In this latter configuration, the attachment points of the membrane would be limited. But in return, the roll storage 20 avoids the appearance of folds on the membrane can degrade the surface condition for operations at higher frequencies. In the case where the membrane is just folded, a tensioning system is necessary to ensure the flatness of the membranes and the disappearance of the previously mentioned folds.

Claims (10)

REVENDICATIONS, 1. Structure déployable comprenant : une pluralité de membranes (M) supportant au moins un 5 élément imprimé ayant la fonction d'antenne ; une pluralité de pantographes (20) destinée à déployer les membranes ; caractérisée en ce qu'une membrane (M) est supportée par deux pantographes en regard, les pantographes étant identiques et disposés de 10 part et d'autre de la membrane. 1. Deployable structure comprising: a plurality of membranes (M) supporting at least one printed element having the antenna function; a plurality of pantographs (20) for deploying the membranes; characterized in that a membrane (M) is supported by two pantographs facing each other, the pantographs being identical and disposed on either side of the membrane. 2. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pantographes sont réguliers de sorte que la structure se déploie dans une direction (D) perpendiculaire à la base (B) de la structure. 2. Structure according to claim 1, characterized in that the pantographs are regular so that the structure is deployed in a direction (D) perpendicular to the base (B) of the structure. 3. Structure selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les pantographes sont parallèles de sorte que la structure déployée forme un parallélépipède. 20 3. Structure according to one of claims 1 to 2, characterized in that the pantographs are parallel so that the deployed structure forms a parallelepiped. 20 4. Structure selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce que les pantographes sont configurés de sorte que la structure déployée forme un trapèze. 4. Structure according to one of claims 1 to 2, characterized in that the pantographs are configured so that the deployed structure forms a trapezium. 5. Structure selon l'une des revendications 1 à 2, caractérisée en ce 25 que les pantographes sont configurés de sorte que la structure déployée forme un hexagone. 5. Structure according to one of claims 1 to 2, characterized in that the pantographs are configured so that the deployed structure forms a hexagon. 6. Structure selon la revendication 1, caractérisée en ce que les pantographes ont un profil parabolique ou circulaire. 15 30 6. Structure according to claim 1, characterized in that the pantographs have a parabolic or circular profile. 15 30 7. Structure selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les pantographes sont reliés par au moins une barre transversale destinée à assurer la rigidité de la structure déployée. 7. Structure according to one of the preceding claims, characterized in that the pantographs are connected by at least one transverse bar for ensuring the rigidity of the deployed structure. 8. Système antennaire à membranes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une structure déployable selon l'une des revendications précédentes. 8. Antenna membrane system, characterized in that it comprises at least one deployable structure according to one of the preceding claims. 9. Système antennaire selon la revendication précédente 10 caractérisé en ce que son mode de fonctionnement est choisi parmi le groupe suivant : de type réseau à rayonnement direct, réseau réflecteur ou lentille. 9. Antenna system according to the preceding claim 10 characterized in that its mode of operation is selected from the following group: direct radiation network type, reflector array or lens. 10. Système satellitaire comprenant au moins un système 15 antennaire à membranes selon la revendication précédente. 10. Satellite system comprising at least one antennal membrane system according to the preceding claim.
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