FR2939243A1

FR2939243A1 - Active antenna element, has ventilator configured and arranged in manner to force circulation of exterior air, where exterior air is inputted through one of faces of element and outputted through other face of element

Info

Publication number: FR2939243A1
Application number: FR0806707A
Authority: FR
Inventors: Olivier Maas; Joel Socquet; Stephane Rocher; Thierry Fauvel
Original assignee: Thales SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 2008-11-28
Filing date: 2008-11-28
Publication date: 2010-06-04

Abstract

The element has a receiving/emitting module (42) arranged on a rear face of a radiating panel (41) i.e. printed circuit, along a plane. The rear face of the panel is covered by a bonnet. A ventilator is mounted on another rear face of the element, where the ventilator is configured and arranged in a manner to force the circulation of exterior air to an interior of the bonnet in a direction perpendicular to a plane of the panel. The exterior air is inputted through one of faces of the element and outputted through other face of the element after circulating the air along walls of the module.

Description

ARCHITECTURE POUR ELEMENT D'ANTENNE A MODULES ACTIFS A SYSTEME DE REFROIDISSEMENT REPARTI PAR CIRCULATION D'AIR EXTERIEUR. L'invention se rapporte au domaine des antennes actives. Elle intéresse plus particulièrement, mais non exclusivement, les antennes actives de forte puissance, constituées par un assemblage d'une pluralité de panneaux rayonnants, chaque panneau étant associé à un module d'émission / réception. ARCHITECTURE FOR ANTENNA ELEMENT WITH ACTIVE MODULES WITH COOLING SYSTEM DISTRIBUTED BY EXTERNAL AIR CIRCULATION. The invention relates to the field of active antennas. It concerns more particularly, but not exclusively, active high power antennas, consisting of an assembly of a plurality of radiating panels, each panel being associated with a transmission / reception module.

Les antennes actives développées actuellement, en particulier les antennes actives de grande puissance, sont conçues dans l'optique de répondre à plusieurs impératifs parfois contradictoires notamment en termes de compacité, de simplicité et de puissance. Le but généralement recherché consiste à réaliser une antenne de préférence compacte et permettant d'émettre un signal avec la plus grande puissance possible. Or, une antenne active étant principalement constituée d'un panneau réflecteur sur lequel sont disposés des éléments rayonnants et de modules d'émission / réception reliés à ces éléments rayonnants, la puissance émise est directement dépendante de la puissance que chaque module d'émission / réception peut lui-même produire, cette puissance conditionnant elle-même la complexité et les dimensions du module. Le développement d'une antenne passe ainsi par le choix d'un compromis entre la compacité souhaitée ou requise par l'application considérée et la puissance à émettre. Par ailleurs, compte tenu de la puissance émise et par conséquent de la puissance thermique dissipée par chacun des modules, la définition de l'architecture d'une antenne doit inclure le choix d'un système de conditionnement approprié à cette architecture, capable de maintenir les modules à une température permettant un fonctionnement optimal. Par suite, face à ces contraintes, par un phénomène naturel de standardisation, deux modèles généraux d'architectures d'antennes actives s'imposent pour le développement des antennes actives actuelles. Active antennas currently developed, in particular active antennas of high power, are designed to meet several imperatives sometimes contradictory in particular in terms of compactness, simplicity and power. The goal generally sought is to achieve an antenna preferably compact and to emit a signal with the greatest power possible. Since an active antenna mainly consists of a reflector panel on which radiating elements and transmission / reception modules connected to these radiating elements are arranged, the transmitted power is directly dependent on the power that each transmission module / reception can itself produce, this power conditioning itself the complexity and dimensions of the module. The development of an antenna thus passes through the choice of a compromise between the compactness desired or required by the application in question and the power to be transmitted. Moreover, given the power emitted and therefore the thermal power dissipated by each of the modules, the definition of the architecture of an antenna must include the choice of a conditioning system appropriate to this architecture, capable of maintaining the modules at a temperature allowing optimal operation. Consequently, faced with these constraints, by a natural phenomenon of standardization, two general models of active antenna architectures are required for the development of current active antennas.

Le premier modèle général d'architecture d'antenne active, privilégie la réponse aux exigences de compacité que doivent satisfaire en particulier certaines antennes actives. Il consiste principalement, comme l'illustre schématiquement la figure 1, en un assemblage de panneaux 11 comportant des éléments rayonnants et en des modules actifs d'émission / réception 12 montés sur le panneau, sur la face opposée à celle sur laquelle sont placés les éléments rayonnants (non visibles sur la figure). Chaque module est généralement un dispositif de puissance intégré, constitué de composants montés sur un circuit imprimé, le tout se présentant sous la forme d'une tuile montée à plat sur la surface du panneau, c'est-à-dire parallèlement au plan du panneau rayonnant. Le panneau rayonnant se trouve ainsi, sur une de ses faces, littéralement tapissé de tuiles constituées par les modules d'émission / réception 12 qui sont reliés aux éléments rayonnants disposés sur la face opposée. Du fait de la forte densité des modules montés sur le panneau, ceux-ci sont généralement dépourvus de boitier de protection individuelle de sorte qu'il est nécessaire de couvrir la face du panneau rayonnant qui porte les modules d'un capot de façon à former une zone protégée de l'environnement atmosphérique extérieur (poussières, humidité, etc.. ) Du fait de la puissance dissipée par chaque module et de la densité des modules disposés sur le panneau, cette première architecture d'antenne nécessite un système de conditionnement particulièrement efficace pour dissiper l'énergie calorifique produite par chaque module et dissipée dans l'espace restreint délimité par le capot et la face du panneau rayonnant. Par suite la mise en oeuvre d'une solution de refroidissement simple, par circulation d'air frais, tel que celui figuré par les flèches 13 sur la figure 1 par exemple, apparaît difficile voire impossible et la solution généralement retenue consiste à utiliser, comme l'illustre la figure 2 un mode de refroidissement hydraulique et à faire circuler un fluide caloporteur au niveau de chaque module 12, le fluide étant amené au niveau de chaque module par un jeu de canalisations 21. Or, quoique efficace, ce type de refroidissement impose, de manière connue, des contraintes de réalisation non négligeables, en particulier la mise en oeuvre de canalisations et d'un joint tournant hydraulique permettant la circulation du fluide refroidissant au niveau de l'antenne et de l'antenne vers le système de refroidissement du fluide, élément généralement volumineux lui-même positionné en dehors de la partie tournante de l'antenne, principalement le plateau rayonnant 11 équipé des modules d'émission/réception 12. Par ailleurs chaque module étant spécialement développé et configuré pour permettre une circulation de fluide refroidissant en son sein, la réalisation et la maintenance d'un module sont rendues plus délicates. The first general model of active antenna architecture, favors the response to compactness requirements that must meet particular active antennas. It consists mainly, as shown schematically in FIG. 1, in an assembly of panels 11 comprising radiating elements and in active transmission / reception modules 12 mounted on the panel, on the face opposite to that on which are placed the radiating elements (not visible in the figure). Each module is generally an integrated power device, consisting of components mounted on a printed circuit, all in the form of a tile mounted flat on the surface of the panel, that is to say parallel to the plane of the board. radiating panel. The radiating panel is thus, on one of its faces, literally lined with tiles constituted by the transmission / reception modules 12 which are connected to the radiating elements arranged on the opposite face. Because of the high density of modules mounted on the panel, they are generally devoid of personal protective box so that it is necessary to cover the face of the radiating panel which carries the modules of a hood so as to form an area protected from the external atmospheric environment (dust, humidity, etc.) Due to the power dissipated by each module and the density of the modules arranged on the panel, this first antenna architecture requires a particularly demanding conditioning system. effective in dissipating the heat energy produced by each module and dissipated in the restricted space delimited by the hood and the face of the radiating panel. Consequently, the implementation of a simple cooling solution, by fresh air circulation, such as that represented by the arrows 13 in FIG. 1 for example, appears difficult or impossible and the solution generally adopted consists in using, as 2 illustrates a hydraulic cooling mode and to circulate a heat transfer fluid at each module 12, the fluid being supplied at each module by a set of pipes 21. Now, although effective, this type of cooling imposes, in known manner, significant design constraints, in particular the implementation of pipes and a hydraulic rotary joint allowing the circulation of the cooling fluid at the antenna and the antenna to the cooling system fluid, generally voluminous element itself positioned outside the rotating part of the antenna, mainly the radiating plate 11 equipped with the In addition, each module being specially developed and configured to allow circulation of cooling fluid within it, the realization and maintenance of a module are made more delicate.

Le second modèle général d'architecture d'antenne, privilégie la réponse aux exigences de simplicité de réalisation et de maintenance. Il est dédié en particulier aux antennes pour lesquelles les exigences de compacité sont moins importantes. Il consiste principalement, comme l'illustre schématiquement la figure 3, en un assemblage de panneaux rayonnant 31 comportant comme précédemment une pluralité d'éléments rayonnants (non représentés sur la figure), et en des modules d'émission / réception 32, configurés sous forme de boitier agencés en racks perpendiculairement au plan du panneau et reliés aux éléments rayonnants, l'ensemble des boitiers étant généralement, comme précédemment, recouvert par un capot assurant une protection contre l'environnement atmosphérique extérieur (poussières, humidité, etc..). Selon ce modèle d'architecture, le positionnement des modules d'émission / réception perpendiculairement au plan du panneau rayonnant permet d'envisager un procédé de refroidissement plus simple que pour l'architecture précédente, par circulation d'air rafraichi et filtré par exemple. Refroidissement. La structure d'antenne correspondante inclut donc généralement un système de conditionnement formé de moyens appropriés, comportant des ventilateurs par exemple, capable de faire circuler de l'air frais à l'intérieur du capot de façon à ce que cet air assure l'évacuation de l'énergie thermique dissipée par chaque module. A cet effet, comme l'illustre la figure 3, la structure est conçue de façon à ce que les modules soient disposés sur des plans perpendiculaires au plan du panneau rayonnant et présentant un espacement permettant une circulation d'air, matérialisée par les flèches 33 à 35, selon une direction parallèle à ce plan, du bas de l'antenne vers le haut par exemple. Par suite, affranchie de la nécessité de mettre en oeuvre un système de conditionnement hydraulique, une telle structure se trouve fortement simplifiée par rapport à une structure d'antenne bâtie selon l'architecture décrite précédemment. En outre les modules 32 eux-mêmes, libérés dans une large mesure des contraintes d'encombrement du fait de leur positionnement selon des plans perpendiculaires au plan de l'antenne et des contraintes liées à l'intégration de canalisations pour la circulation de fluide caloporteur, sont plus simples à réaliser et plus faciles à maintenir. Cependant, le fait d'utiliser une circulation d'air globale présente entre autres inconvénients, celui de voir s'établir à l'intérieur de l'espace où circule l'air, des zones de températures inégales. Ainsi, par exemple, dans le cas d'une circulation d'air depuis la partie basse de l'antenne vers la partie haute, on constate que le courant d'air qui entre dans l'antenne avec une température relativement basse, s'échauffe au fur et à mesure qu'il entre en contact avec les modules de sorte que lorsqu'il arrive dans la partie haute de l'antenne, il est à une température qui ne permet pas toujours de maintenir la température des composants du module à une valeur optimale de fonctionnement, ce qui peut entrainer, par exemple, un vieillissement prématuré de ces derniers. Par suite, pour un flux d'air donné, les modules d'émission / réception 32 étant généralement de structure identique pour une antenne donnée, on doit dimensionner la puissance d'un module et donc l'énergie thermique dissipée par ce module de façon à ce que dans la position la plus défavorable le module puisse être suffisamment ventilé pour pouvoir fonctionner à la puissance nominale. La puissance émise par une antenne conçue selon ce modèle d'architecture est donc en partie limitée par les capacités du circuit de refroidissement par circulation d'air ainsi défini. Ce second modèle d'architecture conduit donc, du fait qu'il permet d'éviter l'emploi d'un système hydraulique de conditionnement de température, au développement d'antenne actives plus simple, moins intégrées, que les antennes conçues suivant le modèle d'architecture décrit précédemment. En revanche, du fait de la limitation en terme de capacité de conditionnement en température, il conduit au développement d'antennes de plus faible puissance. The second general model of antenna architecture, favors the response to the requirements of simplicity of implementation and maintenance. It is dedicated in particular to antennas for which the requirements of compactness are less important. It consists mainly, as shown schematically in FIG. 3, in an assembly of radiating panels 31 comprising, as before, a plurality of radiating elements (not shown in the figure), and transmission / reception modules 32, configured under box shape arranged in racks perpendicularly to the plane of the panel and connected to the radiating elements, all the housings being generally, as previously, covered by a cover providing protection against the external atmospheric environment (dust, moisture, etc. ..) . According to this architecture model, the positioning of the transmission / reception modules perpendicularly to the plane of the radiating panel makes it possible to envisage a simpler cooling method than for the preceding architecture, for example by circulation of cooled and filtered air. Cooling. The corresponding antenna structure therefore generally includes a conditioning system formed by appropriate means, including fans for example, capable of circulating fresh air inside the hood so that this air ensures the evacuation thermal energy dissipated by each module. For this purpose, as illustrated in FIG. 3, the structure is designed so that the modules are arranged on planes perpendicular to the plane of the radiating panel and having a spacing allowing an air flow, represented by the arrows 33 35, in a direction parallel to this plane, from the bottom of the antenna to the top, for example. Therefore, freed from the need to implement a hydraulic conditioning system, such a structure is greatly simplified compared to an antenna structure built according to the architecture described above. In addition, the modules 32 themselves, freed to a large extent from space constraints because of their positioning in planes perpendicular to the plane of the antenna and the constraints related to the integration of pipes for the circulation of coolant , are simpler to perform and easier to maintain. However, the fact of using a global air circulation has among other drawbacks, that of being established within the space where air circulates, areas of unequal temperature. Thus, for example, in the case of an air flow from the lower part of the antenna to the upper part, it is found that the air flow that enters the antenna with a relatively low temperature, s' warms up as it comes into contact with the modules so that when it arrives in the upper part of the antenna, it is at a temperature that does not always allow to maintain the temperature of the components of the module to an optimal value of operation, which can cause, for example, premature aging of the latter. As a result, for a given air flow, the transmission / reception modules 32 being generally of identical structure for a given antenna, the power of a module must be dimensioned and therefore the thermal energy dissipated by this module that in the most unfavorable position the module can be sufficiently ventilated to be able to operate at the nominal power. The power emitted by an antenna designed according to this architectural model is therefore in part limited by the capacity of the air circulation cooling circuit thus defined. This second model of architecture therefore leads, because it avoids the use of a hydraulic system for temperature conditioning, the development of active antenna simpler, less integrated, that antennas designed according to the model architecture described above. On the other hand, because of the limitation in terms of temperature conditioning capacity, it leads to the development of antennas of lower power.

Ainsi comme on peut le constater ces deux modèles généraux d'architecture proposent des réponses différentes aux contraintes antagonistes qu'impriment les exigences de compacité, de puissance et de simplicité. Autrement dit, le choix d'un arrangement mécanique des différents éléments privilégiant la compacité et la puissance impose l'utilisation d'un mode de conditionnement. Inversement, le choix de la simplicité en terme de conditionnement et en terme de réalisation de l'ensemble ainsi que des différents éléments, conditionne en retour sur la puissance maximum que peut émettre l'antenne. Par suite aucune structure d'antenne basée sur un de ces modèles ne peut satisfaire à la fois toutes les contraintes citées. Thus, as can be seen, these two general architectural models offer different responses to the conflicting constraints imposed by the requirements of compactness, power and simplicity. In other words, the choice of a mechanical arrangement of the various elements favoring compactness and power requires the use of a conditioning mode. Inversely, the choice of simplicity in terms of conditioning and in terms of the realization of the assembly as well as the various elements, conditions in return on the maximum power that can emit the antenna. Consequently, no antenna structure based on one of these models can satisfy all the constraints mentioned at the same time.

Par ailleurs on peut également constater que les antennes actives développées selon l'un ou l'autre de ces deux modèles d'architecture présentent des structures peu modulaires. La mise en place d'un système de conditionnement responsable du conditionnement de l'ensemble des modules d'émission / réception rend en particulier malaisée une découpe modulaire de l'antenne. Moreover, it can also be seen that the active antennas developed according to one or the other of these two architectural models have not very modular structures. The establishment of a packaging system responsible for the conditioning of all the transmission / reception modules makes particularly difficult modular cutting of the antenna.

Un but de l'invention est de proposer un modèle d'architecture d'antenne active permettant de réaliser des antennes actives répondant à la fois à des exigences de puissance, de simplicité de conditionnement et de modularité. Un autre but est de permettre de réaliser des antennes relativement compactes. An object of the invention is to provide an active antenna architecture model for producing active antennas meeting both power requirements, simplicity of packaging and modularity. Another goal is to allow relatively compact antennas to be made.

A cet effet l'invention a pour objet un élément d'antenne à modules actifs présentant une structure générique qui comporte un panneau rayonnant dont la face avant constitue la face avant de l'élément et une pluralité de modules d'émission / réception, le panneau rayonnant comportant une pluralité d'éléments rayonnants, chaque élément rayonnant étant relié à un module d'émission / réception. Selon l'invention, le panneau rayonnant est configuré pour permettre le passage d'un flux d'air et les modules d'émission / réception sont agencés sur la face arrière du panneau rayonnant selon des plans perpendiculaires au plan du panneau espacés de façon à permettre une circulation d'air entre deux modules voisins. La face arrière du panneau est couverte par un capot qui enferme les modules d'émission / réception. Le capot comportant une face arrière ajourée formant la face arrière de l'élément sur laquelle sont montés des ventilateurs configurés et agencés de façon à forcer une circulation de l'air extérieur à l'intérieur du capot dans une direction perpendiculaire au plan du panneau rayonnant, l'air extérieur entrant par l'une des faces de l'élément et sortant par l'autre face après avoir circulé le long des parois des modules. For this purpose the invention relates to an active module antenna element having a generic structure which comprises a radiating panel whose front face constitutes the front face of the element and a plurality of transmission / reception modules, the radiating panel comprising a plurality of radiating elements, each radiating element being connected to a transmitting / receiving module. According to the invention, the radiating panel is configured to allow the passage of an air flow and the transmission / reception modules are arranged on the rear face of the radiating panel in planes perpendicular to the plane of the panel spaced so as to allow air circulation between two neighboring modules. The back of the panel is covered by a cover that encloses the transmit / receive modules. The cover having a perforated rear face forming the rear face of the element on which are mounted fans configured and arranged to force a circulation of outside air inside the cover in a direction perpendicular to the plane of the radiating panel , the outside air entering through one of the faces of the element and out the other side after traveling along the walls of the modules.

Dans un mode de réalisation préféré de l'élément d'antenne selon l'invention, la face arrière du capot comporte des portes ajourées sur lesquelles sont montés les ventilateurs. In a preferred embodiment of the antenna element according to the invention, the rear face of the hood comprises perforated doors on which the fans are mounted.

Dans un autre mode de réalisation préféré, pouvant être combiné avec le mode précédent, les modules d'émission / réception sont montés dans des boitiers configurés pour maximiser la surface de contact du module avec l'air circulant dans le capot, les composants d'un module étant agencés à l'intérieur du boitier de façon à être en continuité thermique avec le boitier. In another preferred embodiment, which can be combined with the previous mode, the transmit / receive modules are mounted in boxes configured to maximize the contact surface of the module with the air circulating in the cover, the components of the transmission module. a module being arranged inside the housing so as to be in thermal continuity with the housing.

Dans un autre mode de réalisation préféré, l'élément d'antenne selon l'invention comporte en outre un module hermétique dans lequel sont placés les équipements électroniques non susceptibles de fonctionner en présence de poussières ou d'humidité, le module étant logé dans l'espace défini par le capot. Dans cet autre mode de réalisation préféré le module hermétique peut être pourvu d'un système de conditionnement de l'air spécifique fournissant un air sec et propre aux équipements électroniques qui sont logés à l'intérieur du module. In another preferred embodiment, the antenna element according to the invention further comprises a hermetic module in which are placed the electronic equipment not likely to operate in the presence of dust or moisture, the module being housed in the housing. space defined by the hood. In this other preferred embodiment, the hermetic module may be provided with a specific air conditioning system providing clean and dry air to the electronic equipment that is housed inside the module.

Dans une variante de réalisation de l'invention, les éléments rayonnants sont des dipôles montés sur la face avant du panneau, la face avant constituant un plan réflecteur. Dans cette variante de réalisation, le panneau rayonnant peut être constitué par une surface formant une grille métallique. In an alternative embodiment of the invention, the radiating elements are dipoles mounted on the front face of the panel, the front face constituting a reflective plane. In this variant embodiment, the radiating panel may consist of a surface forming a metal grid.

Dans une autre variante de réalisation de l'invention, le panneau 3o rayonnant est un circuit imprimé comportant des éléments rayonnants réalisés sur sa face avant. In another embodiment of the invention, the radiating panel 3o is a printed circuit comprising radiating elements formed on its front face.

Dans une autre variante de réalisation les ventilateurs sont configurés pour faire circuler l'air extérieur de l'avant de l'élément vers l'arrière de25 l'élément et un filtre anti-poussière est disposé sur la face arrière du panneau. In another alternative embodiment the fans are configured to circulate outside air from the front of the element to the rear of the element and a dust filter is disposed on the rear face of the panel.

Dans une autre variante de réalisation les ventilateurs sont configurés 5 pour faire circuler l'air extérieur de l'arrière de l'élément vers l'avant de l'élément et un filtre anti-poussière est disposé au niveau des ventilateurs. In another alternative embodiment the fans are configured to circulate outside air from the back of the element to the front of the element and a dust filter is disposed at the fans.

Dans une autre variante de réalisation, le nombre et l'agencement des ventilateurs sur les portes constituant la face arrière du capot sont défini de 10 façon à pouvoir maintenir l'élément d'antenne en fonctionnement en cas de panne d'un ou plusieurs ventilateurs tant que le nombre de ventilateurs hors service n'excède pas une valeur donnée. In another variant embodiment, the number and the arrangement of the fans on the doors constituting the rear face of the cover are defined in such a way as to be able to keep the antenna element in operation in the event of failure of one or more fans. as long as the number of fans out of service does not exceed a given value.

Dans la variante de réalisation précédente, chacun des ventilateurs 15 peut être commandé par une ligne d'alimentation séparée. In the previous embodiment, each of the fans 15 can be controlled by a separate power line.

Dans la variante de réalisation précédente, chaque ventilateur peut être positionné en regard du couloir formé par deux modules d'émission / réception voisins. 20 L'invention a également pour objet une antenne active qui comporte une pluralité d'éléments selon l'invention, chaque élément étant agencé vis-à-vis des autres de façon à constituer une face rayonnante unique, ainsi que des moyens pour commander les différents éléments de façon à former le 25 diagramme de rayonnement voulu. In the previous embodiment, each fan can be positioned opposite the corridor formed by two neighboring transmission / reception modules. The invention also relates to an active antenna which comprises a plurality of elements according to the invention, each element being arranged vis-à-vis the others so as to constitute a single radiating face, and means for controlling the different elements so as to form the desired radiation pattern.

Les caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux appréciés grâce à la description qui suit, description qui expose l'invention au travers d'un mode de réalisation particulier pris comme exemple non limitatif 30 et qui s'appuie sur les figures annexées, figures qui représentent: The features and advantages of the invention will be better appreciated thanks to the description which follows, which description exposes the invention through a particular embodiment taken as a non-limiting example and which is based on the appended figures, FIGS. that represent:

- les figures 1 et 2, des illustrations schématiques du premier modèle d'architecture type connu de l'art antérieur décrit dans le préambule de la description, 35 - la figure 3, une illustration schématique du second modèle d'architecture type connu de l'art antérieur décrit dans le préambule de la description, - la figure 4, une illustration de principe de l'architecture d'un élément d'antenne active selon l'invention; - la figure 5, une vue schématique en coupe d'un panneau rayonnant configuré conformément à l'architecture d'un élément d'antenne active selon l'invention; - la figure 6, une vue schématique de l'agencement des différents éléments dans l'architecture d'un élément d'antenne active selon l'invention. FIGS. 1 and 2 are diagrammatic illustrations of the first known type of architecture known from the prior art described in the preamble of the description; FIG. 3 is a schematic illustration of the second known type architecture model of FIG. prior art described in the preamble of the description, - Figure 4, an illustration of the principle of the architecture of an active antenna element according to the invention; - Figure 5 is a schematic sectional view of a radiating panel configured in accordance with the architecture of an active antenna element according to the invention; - Figure 6, a schematic view of the arrangement of the various elements in the architecture of an active antenna element according to the invention.

On s'intéresse dans un premier temps à l'illustration de la figure 4. Celle-ci présente de manière schématique les caractéristiques essentielles de l'architecture selon l'invention. L'architecture selon l'invention comporte, comme les architectures décrites précédemment un panneau rayonnant 41 comportant comme précédemment une pluralité d'éléments rayonnants (non représentés sur la figure) et une pluralité de modules d'émission / réception 42. Ces modules 42 sont configurés sous forme de boitiers agencés en racks perpendiculairement au plan du panneau 41 et reliés aux éléments rayonnants. Selon l'invention le panneau rayonnant est configuré en tenant compte des contraintes d'agencement des éléments rayonnants, de façon à présenter une surface ajourée laissant passer l'air. Ce panneau 41 peut par exemple consister en un circuit imprimé sur lequel sont implantées des pistes formant les éléments rayonnants, ce circuit étant percé de trous 43 disposé de façon à permettre une bonne adaptation radioélectrique. Alternativement le panneau rayonnant peut être constitué comme l'illustre la figure 5, d'un ensemble de dipôles rayonnants 52, montés sur plan réflecteur ajouré 51, ayant l'aspect d'une grille ou d'une plaque percée de trous 53 par exemple. Les modules d'émission réception sont agencés selon des plans parallèles et espacés les uns des autres de façon à ménager entre deux modules voisins un espace suffisant pour permettre une circulation d'air avec un débit suffisant pour que chaque module puisse être refroidi par l'air qui circule le long de ses parois. La structure selon l'invention comporte en outre des moyens, des 35 ventilateurs par exemple, permettant de faire circuler un courant d'air au niveau de chaque module d'émission / réception un courant d'air perpendiculaire au plan du panneau rayonnant 41, courant d'air matérialisé par les flèches 44 et 45 sur la figure 4, qui passe au contact des faces latérales de chaque module 42 et qui traverse le panneau rayonnant 41. Il se produit ainsi un échange thermique uniforme entre l'air circulant perpendiculairement au panneau rayonnant 41 et les parois des modules 42. Avantageusement, du fait du sens de circulation d'air ainsi établi, les échanges thermique entre l'air circulant et un module donné est réalisé quelle que soit la position du module 42 considéré, de telle façon que l'air qui circule le long des parois du module n'a encore refroidi aucun autre module. Il est ainsi possible de réaliser le refroidissement des modules avec un air tempéré, qu'il n'est généralement pas besoin de porter à une température inférieure à celle de l'air extérieur. Grâce à ce principe de refroidissement parallèle, Il est en outre possible de réaliser le refroidissement de modules d'émission réception plus puissants (et donc plus dissipateurs de chaleur) qu'avec une circulation telle que celle illustrée par les flèches 33 de la figure 3 qui assure un refroidissement série des modules. Par suite, dans la mesure où il n'est pas nécessaire de porter le courant d'air refroidisseur à une température plus basse que la température extérieure, les moyens de production de ce courant d'air comportent simplement les éléments nécessaires à faire circuler l'air extérieur dans l'antenne. On obtient ainsi selon l'invention une structure avantageusement simple, ne comportant en particulier ni système de circulation de fluide caloporteur, ni système de conditionnement d'air qui permet néanmoins d'assurer les échanges thermiques nécessaires au refroidissement des modules constituant l'élément d'antenne. Afin de réaliser les échanges thermiques les plus performants possibles, entre les différents modules et le courant d'air circulant tout en préservant l'intégrité des composants constituant chaque module en présence d'air extérieur, débarrassé ni de ses poussières ni de son humidité, les modules d'émission / réception constituant la structure présentent, de préférence, des caractéristiques de structure particulières permettant de favoriser ce fonctionnement. L'ensemble des composants constituant les modules est en particulier agencé à l'intérieur d'un boitier étanche à la poussière et l'humidité, dont les parois latérales sont configurées de façon présenter une surface maximale d'échange thermique. A cet effet ces parois présentent, par exemple, une forme de radiateur avec des cannelures orientée dans le sens de circulation du courant d'air. Les composants dissipateurs de chaleurs sont quant à eux agencés à l'intérieur du module de façon à être en contact thermique avec la paroi du boitier enfermant le module. We first look at the illustration of Figure 4. This shows schematically the essential characteristics of the architecture according to the invention. The architecture according to the invention comprises, like the previously described architectures, a radiating panel 41 comprising, as before, a plurality of radiating elements (not represented in the figure) and a plurality of transmission / reception modules 42. These modules 42 are configured in the form of boxes arranged in racks perpendicular to the plane of the panel 41 and connected to the radiating elements. According to the invention the radiating panel is configured taking into account the layout constraints of the radiating elements, so as to have a perforated surface allowing air to pass. This panel 41 may for example consist of a printed circuit on which are implanted tracks forming the radiating elements, this circuit being pierced with holes 43 arranged to allow good radio adaptation. Alternatively, the radiating panel may be constituted, as shown in FIG. 5, by a set of radiating dipoles 52, mounted on a perforated reflector plane 51, having the appearance of a grid or plate pierced with holes 53, for example . The transmit / receive modules are arranged in parallel planes and spaced apart from each other so as to provide between two neighboring modules sufficient space to allow air circulation with a flow rate sufficient for each module to be cooled by the air flowing along its walls. The structure according to the invention further comprises means, for example fans, for circulating a stream of air at each transmission / reception module a stream of air perpendicular to the plane of the radiating panel 41, air flow materialized by the arrows 44 and 45 in Figure 4, which contacts the side faces of each module 42 and which passes through the radiating panel 41. There is thus a uniform heat exchange between the air flowing perpendicular to the radiating panel 41 and the walls of the modules 42. Advantageously, because of the direction of air flow thus established, the heat exchange between the circulating air and a given module is achieved regardless of the position of the module 42 considered, such so that the air flowing along the walls of the module has not cooled any other module. It is thus possible to achieve the cooling of the modules with a temperate air, that it is generally not necessary to bring to a temperature lower than that of the outside air. Thanks to this principle of parallel cooling, it is also possible to achieve the cooling of more powerful transmitters (and therefore more heat dissipators) than with a circulation such as that illustrated by the arrows 33 of FIG. which provides a series cooling of the modules. Therefore, insofar as it is not necessary to bring the cooling air stream to a temperature lower than the outside temperature, the means of producing this air stream simply comprise the elements necessary to circulate the air. outside air in the antenna. An advantageously simple structure is thus obtained according to the invention, in particular having neither a heat transfer fluid circulation system nor an air conditioning system which nevertheless makes it possible to provide the heat exchange necessary for the cooling of the modules constituting the heating element. 'antenna. In order to achieve the best possible heat exchange between the different modules and the flow of air flowing while preserving the integrity of the components constituting each module in the presence of outside air, rid of neither its dust nor its moisture, the transmission / reception modules constituting the structure preferably have particular structural features to promote this operation. All the components constituting the modules are in particular arranged inside a dust and moisture-proof housing, the side walls of which are configured so as to have a maximum surface area for heat exchange. For this purpose these walls have, for example, a radiator shape with grooves oriented in the direction of flow of the air stream. The heat dissipating components are themselves arranged inside the module so as to be in thermal contact with the wall of the housing enclosing the module.

On s'intéresse ensuite à la figure 6 qui présente un exemple de mise en oeuvre de la structure selon l'invention. We next look at Figure 6 which shows an example of implementation of the structure according to the invention.

Dans cet exemple de mise en oeuvre, l'élément d'antenne 61 selon l'invention comporte un panneau rayonnant 62 constitué comme décrit précédemment par un plan ajouré, une grille métallique par exemple sur laquelle sont montés des dipôles rayonnants 63, la grille métallique formant un plan de référence. La face du panneau portant les éléments rayonnants 63 constitue la face avant de l'architecture de l'élément d'antenne 61, selon l'invention. La face arrière du panneau rayonnant 62 est couverte par un capot 64 comportant des parois latérales 65 et une face arrière 66 constituant la face arrière de l'architecture, de l'élément d'antenne 61, selon l'invention. Dans un mode de réalisation avantageux la face arrière comporte des portes 67 permettant un accès facile à l'espace intérieur délimité par le capot, espace dans lequel sont logés les équipements électroniques constituant l'élément d'antenne, les modules d'émission / réception entre autres. Ces portes sont par ailleurs ajourées de sorte qu'elles laissent avantageusement pénétrer l'air extérieur. Elles sont en outre pourvues de ventilateurs 68 disposés de façon à faire circuler un flux d'air perpendiculairement au plan du panneau rayonnant, entre les différents équipements 68 logés dans l'espace délimité par le capot. Selon la configuration de fonctionnement des ventilateurs 68 l'espace intérieur défini par le capot 63 est ainsi baigné par de l'air extérieur dont la circulation est organisée perpendiculairement au panneau rayonnant 62 soit de la face arrière vers la face avant de l'élément d'antenne 61, soit de la face avant vers la face arrière. Le courant d'air ainsi formé, entre en contact avec les équipements électroniques 69, les modules d'émission / réception principalement, logés dans l'espace délimité par le capot 64 et assure par convexion thermique le refroidissement de ces derniers. Selon l'invention, les ventilateurs 68 montés sur les portes 66 constituant la face arrière de l'élément d'antenne peuvent être dimensionnés en puissance et agencés de façons diverses, attendu que le résultat recherché consistant à assurer un refroidissement correct des modules 69, y compris si un pourcentage donné de ces ventilateurs est hors service. Dans une forme de réalisation avantageuse, illustrée par la figure 6, les ventilateurs 68 sont agencés de façon à ce qu'un ventilateur soit positionné en regard d'un espace séparant deux modules. De la sorte, le courant d'air produit par chaque ventilateur 68 se trouve naturellement dirigé vers cet espace. La profondeur du capot est en outre définie de façon à ce que le flux d'air produit par un ventilateur soit également dispersé pour partie dans les couloirs voisins, de sorte qu'en cas de panne d'un ventilateur, les modules normalement refroidi par le courant d'air produit par ce ventilateur soient néanmoins ventilés par les courants d'air produit par les ventilateurs voisins. Dans la mesure ou l'air employé pour assurer le refroidissement des modules est directement l'air extérieur, il peut être nécessaire de s'assurer que cet air qui vient au contact des modules est débarrassé des poussières environnantes. A cet effet, les orifices de circulation d'air, en entrée ou en sortie, peuvent être pourvus de filtres non représentés sur la figure 6. Ainsi, lorsque les ventilateurs 68 sont configurés pour faire circuler l'air extérieur de l'avant vers l'arrière de l'élément d'antenne un filtre anti-poussière peut être disposé sur la face arrière du panneau. Inversement, lorsque les ventilateurs 68 sont configurés pour faire circuler l'air extérieur de l'avant de l'élément vers l'arrière de l'élément d'antenne un filtre anti-poussière peut être disposé au niveau des ventilateurs 68. Selon les modes de réalisation envisagés, en particulier en fonction des conditions climatiques de température ou du niveau de maintien en fonctionnement de l'élément d'antenne 61, il est possible de configurer de diverses façons l'alimentation électrique des ventilateurs 68 équipant la face arrière. Il est ainsi possible d'alimenter de manière séparée chacun des ventilateurs de sorte qu'il est possible d'alimenter tout ou partie des ventilateurs de façon à produire un flux d'air variable à l'intérieur de l'élément d'antenne. Alternativement il est possible de grouper les ventilateurs et d'alimenter séparément chaque groupe. A cet effet les ventilateurs peuvent être groupés de telle façon que la mise hors tension d'un ou plusieurs groupe ne soit pas de nature à entrainer la mise hors service de l'élément d'antenne 61 pour insuffisance de ventilation. Comme il a été dit précédemment, la ventilation des modules électroniques étant assurée à partir de l'air extérieur, les modules électroniques qui équipent l'élément d'antenne selon l'invention dans sa structure générique sont constitués de composant disposé dans un boitier étanche à l'humidité et à la poussière. Or, si un tel conditionnement peut s'avérer justifié pour un module électronique 69 qui remplit des fonctions élaborées et complexes, qui nécessitent un développement spécifique, comme par exemple un module d'émission / réception, il est économiquement plus difficile à justifier pour un module remplissant des fonctions génériques, module qui peut de plus être constitué de composants génériques achetés dans le commerce. C'est pourquoi dans un mode de mise en oeuvre particulier, illustré par la figure 6, la structure selon l'invention peut intégrer dans l'espace délimitée par le capot un compartiment 611 renfermant un ensemble de modules électroniques standard, peu dissipateurs de chaleur et/ou non spécifiquement développés pour fonctionner dans une atmosphère humide ou chargée de poussières. Ce compartiment 611 est lui-même étanche à la poussière et à l'humidité. Il peut en outre être configuré pour pouvoir être refroidi par le courant d'air circulant à l'intérieur de la cavité ou alternativement être équipé d'un système de conditionnement autonome. On obtient ainsi une structure mixte présentant un système de conditionnement principal constitué par des moyens pour faire circuler l'air extérieur à l'intérieur de l'élément d'antenne et un système de conditionnement spécifique, à atmosphère contrôlée, dont l'action est limitée à une zone restreinte de l'élément d'antenne.30 In this exemplary implementation, the antenna element 61 according to the invention comprises a radiating panel 62 constituted as previously described by a perforated plane, a metal grid for example on which are mounted radiating dipoles 63, the metal grid forming a reference plane. The face of the panel carrying the radiating elements 63 constitutes the front face of the architecture of the antenna element 61, according to the invention. The rear face of the radiating panel 62 is covered by a cover 64 having side walls 65 and a rear face 66 constituting the rear face of the architecture, of the antenna element 61, according to the invention. In an advantageous embodiment the rear face comprises doors 67 allowing easy access to the interior space delimited by the cover, space in which are housed the electronic equipment constituting the antenna element, the transmission / reception modules among others. These doors are also perforated so that they advantageously let in the outside air. They are further provided with fans 68 arranged to circulate a flow of air perpendicular to the plane of the radiating panel, between the various equipment 68 housed in the space defined by the hood. According to the operating configuration of the fans 68, the interior space defined by the hood 63 is thus bathed by outside air, the circulation of which is organized perpendicularly to the radiating panel 62, or from the rear face to the front face of the heating element. antenna 61, from the front face to the rear face. The air stream thus formed, comes into contact with the electronic equipment 69, the transmission / reception modules mainly, housed in the space defined by the cover 64 and provides thermal convection cooling of the latter. According to the invention, the fans 68 mounted on the doors 66 constituting the rear face of the antenna element can be dimensioned in power and arranged in various ways, since the desired result of ensuring a correct cooling of the modules 69, including if a given percentage of these fans is out of service. In an advantageous embodiment, illustrated in Figure 6, the fans 68 are arranged so that a fan is positioned opposite a space between two modules. In this way, the air flow produced by each fan 68 is naturally directed towards this space. The depth of the hood is further defined so that the air flow produced by a fan is also partly dispersed in the neighboring corridors, so that in the event of a fan failure, the modules normally cooled by the air flow produced by this fan is nevertheless ventilated by the drafts produced by the neighboring fans. Since the air used to ensure the cooling of the modules is directly outside air, it may be necessary to ensure that the air that comes into contact with the modules is cleared of surrounding dust. For this purpose, the airflow orifices, at the inlet or at the outlet, may be provided with filters not shown in FIG. 6. Thus, when the fans 68 are configured to circulate the outside air from the front towards the back of the antenna element a dust filter can be arranged on the back side of the panel. Conversely, when the fans 68 are configured to circulate outside air from the front of the element toward the rear of the antenna element, a dust filter may be provided at the fans 68. embodiments envisaged, in particular depending on the climatic conditions of temperature or the level of maintenance in operation of the antenna element 61, it is possible to configure in various ways the power supply of the fans 68 fitted to the rear face. It is thus possible to separately supply each of the fans so that it is possible to supply all or part of the fans so as to produce a variable air flow inside the antenna element. Alternatively it is possible to group the fans and feed each group separately. For this purpose the fans can be grouped in such a way that the power off of one or more groups is not likely to cause the disabling of the antenna element 61 for insufficient ventilation. As has been said previously, the ventilation of the electronic modules being ensured from outside air, the electronic modules which equip the antenna element according to the invention in its generic structure consist of component arranged in a waterproof case. to moisture and dust. However, if such packaging can be justified for an electronic module 69 which performs elaborate and complex functions, which require specific development, such as for example a transmission / reception module, it is economically more difficult to justify for a user. a module that fulfills generic functions, a module that can additionally consist of generic components purchased commercially. Therefore in a particular embodiment, illustrated in Figure 6, the structure of the invention can integrate into the space defined by the cover a compartment 611 enclosing a set of standard electronic modules, little heat sink and / or not specifically developed to operate in a humid or dust-laden atmosphere. This compartment 611 is itself sealed against dust and moisture. It can also be configured to be cooled by the flow of air flowing inside the cavity or alternatively be equipped with an autonomous packaging system. Thus, a mixed structure is obtained having a main conditioning system consisting of means for circulating the outside air inside the antenna element and a specific controlled atmosphere conditioning system, the action of which is restricted to a restricted area of the antenna element.

Claims

REVENDICATIONS1. An active module antenna element (61) having a radiating panel (62), the front face of which constitutes the front face of the element and a plurality of transmit / receive modules (69), the radiating panel comprising a plurality of radiating elements (63), each radiating element (63) being connected to a transmission / reception module (69), characterized in that the radiating panel (62) being configured to allow the passage of a flow of air and the transmission / reception modules (69) being arranged on the rear face of the radiating panel in planes perpendicular to the plane of the panel (62) spaced so as to allow air to flow between two neighboring modules, the rear face of the panel is covered by a cover (64) which encloses the transmission / reception modules (69), the cover comprising a perforated rear face (66) forming the rear face of the element (61) on which fans are mounted (68) configured and arranged so as to force a flow of outside air within the hood (64) in a direction perpendicular to the plane of the radiating panel (62), the outside air entering through one of the faces of the element and exiting by the other face after traveling along the walls of the modules (69).

2. Antenna element according to claim 1, characterized in that the rear face of the cover (66) comprises perforated doors (67) on which are mounted the fans (68).

Antenna element according to one of claims 1 or 2, characterized in that the transmission / reception modules are mounted in boxes configured to maximize the contact surface of the module with the air circulating in the cover, the components of a module being arranged inside the housing so as to be in thermal continuity with the housing.

4. Antenna element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiating elements (52) are dipolesmounted on the front face of the panel (51), the front face constituting a reflective plane.

Antenna element according to claim 3, characterized in that the radiating panel (51, 62) is a metal grid surface.

6. Antenna element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the radiating panel (62) is a printed circuit 10 having radiating elements formed on its front face.

Antenna element according to any one of the preceding claims, characterized in that the fans (68) are configured to circulate outside air from the front of the element to the rear of the element. a dust filter being disposed on the rear face of the panel.

8. Antenna element according to any one of the preceding claims, characterized in that the fans (68) are configured to circulate the outside air of the rear of the element towards the front of the element. a dust filter being arranged at the fans. 25

9. Antenna element according to any one of the preceding claims, characterized in that each the number and the arrangement of the fans (68) on the doors (67) constituting the rear face (66) of the cover are defined so as to to be able to maintain the antenna element (61) in operation in case of failure of one or more fans (67) as long as the number of fans out of service does not exceed a given value.

Antenna element according to claim 9, characterized in that each of the fans (68) is controlled by a separate power supply line.

11.Antenna element according to any one of claims 9 or 10, characterized in that each fan (68) is positioned opposite the corridor formed by two transmit / receive modules (69) neighbors.

12. Antenna element according to any one of the preceding claims, characterized in that it further comprises a hermetic module 611 in which are placed the electronic equipment not likely to operate in the presence of dust or moisture, the module (611) being housed in the space defined by the hood (64).

Antenna element according to Claim 12, characterized in that the hermetic module (611) is provided with a specific air conditioning system providing clean and dry air to the electronic equipment housed in the housing. inside the module.

14.Antenna active characterized in that it comprises a plurality of elements (61) according to any one of the preceding claims, each element being arranged vis-à-vis the others so as to constitute a single radiating face, and than means for controlling the different elements so as to form the desired radiation pattern.