FR2947387A1 - Systeme d'antenne avec positionneur equilibre - Google Patents

Abstract

L'invention a pour objet un système d'antenne comprenant au moins une antenne et un positionneur X-Y, ledit positionneur étant composé d'au moins trois éléments mécaniques, le premier élément étant un socle (105), le second élément étant une boite dite inférieure (104), le troisième élément étant une boite dite supérieure (103), l'antenne (100, 101, 102) du système étant fixée à la boite supérieure (103). Les composants de la descente d'antenne sont répartis dans les différents éléments composant le positionneur X-Y, une jonction de type OMT (111) comprise dans la boite supérieure (103) permettant de séparer les composants de la descente en suivant deux chemins distincts, un premier chemin (125) appelé chemin montant comprenant des composants pour amplifier et traiter les signaux à émettre par l'antenne, un second chemin (126) appelé chemin descendant comprenant des composants pour traiter et amplifier les signaux reçus par l'antenne, les composants (118, 115, 113, 121, 120, 114) associés à ces chemins étant placés de part et d'autre des différents éléments du positionneur X-Y.

Description

Système d'antenne avec positionneur équilibré L'invention concerne un système d'antenne avec positionneur équilibré et s'applique notamment aux domaines de l'électronique et des télécommunications, par exemple par satellites. Elle peut aussi être utilisée dans des domaines connexes comme les radars ou les faisceaux hertziens.

Dans les communications spatiales en bande C, X, Ku, Ka, etc, avec un ou plusieurs satellites, certaines stations d'émission/réception sont équipées de systèmes d'antennes comprenant un positionneur, ledit positionneur permettant que l'antenne pointe automatiquement sur un satellite de trafic, quel que soit la position de celui-ci dans le ciel. En d'autres termes, le positionneur permet d'adapter la direction d'émission et/ou de réception de l'antenne du système. Cette adaptation est utile lorsque, par exemple, une antenne au sol doit suivre la position de satellites en orbite non géostationnaire. Cette caractéristique est également utile lorsque l'antenne est embarquée sur un véhicule mobile devant permettre le maintient d'une liaison de communication avec un satellite donné. L'équipement sur lequel est fixé l'antenne, c'est-à-dire le positionneur, doit permettre un positionnement dynamique de celle-ci. Plusieurs types de positionneur existent dans l'art antérieur. Par exemple, un positionneur de type élévation sur azimut peut être utilisé. Celui-ci permet un mouvement de l'antenne selon deux axes, le premier étant l'axe azimut et le second l'axe d'élévation. Son utilisation est peu appropriée dans le cadre d'applications de télécommunication par satellites, notamment quand lesdits satellites sont à haute élévation. En effet, un point singulier au zénith est inhérent aux positionneurs élévation sur azimut. Lorsque l'antenne est en cours d'élévation, c'est-à-dire lorsque qu'elle se déplace selon l'axe d'élévation, et que celle-ci atteint le zénith de sa trajectoire, le positionneur doit réaliser une rotation rapide de 180° selon l'axe azimut pour que l'antenne poursuive son mouvement. Cette rotation a pour conséquence une usure rapide du positionneur. De plus si ladite rotation n'est pas suffisamment rapide, la communication courante peut être interrompue.

Une deuxième famille de positionneurs existe également. Ce sont les positionneurs trois axes. Ces derniers ne présentent pas de point singulier, mais sont encombrants et relativement couteux. En outre, leur poids important permet difficilement d'envisager une utilisation embarquée sur de petits appareils, notamment sur des aéronefs sans pilote, appelés aussi drones . Il est également possible d'utiliser une antenne à balayage électronique de manière à s'affranchir de l'utilisation d'un positionneur, mais cette solution rencontre néanmoins des difficultés liées à son coût et à son 1 o manque de précision. Un compromis adapté pour les communications par satellites est obtenu par l'utilisation de positionneurs de type X-Y. Ces derniers permettent notamment d'éviter l'apparition du point singulier à la verticale et de minimiser le poids et la taille dudit positionneur. Le point singulier ne se 15 trouve pas à la verticale, comme c'est le cas pour les positionneurs élévation sur azimut, mais à l'horizontale, ce qui est moins problématique dans le cadre d'applications satellites, notamment lorsque ces derniers sont positionnés à haute altitude (satellites à fortes élévation). Ce type de positionneur est comparé aux positionneurs de type élévation sur azimut 20 dans l'article de A. J. Rolinski, D. J. Carlson et R. J. Croates intitulée Satellite-tracking characteristics of the X-Y mount for data acquisition antennas, NASA technical note D-1697, Washington, D. C., Juin 1964. Dans la suite de la description, le mouvement de l'antenne induit par le positionneur du système selon l'invention peut être décrit dans un repère 25 orthonormal de référence à trois dimensions. Les axes x et y sont compris dans le plan sur lequel est fixé la base du positionneur. Par définition, le troisième axe z est perpendiculaire à ce plan. Lorsqu'un positionneur X-Y est utilisé, le mouvement de l'antenne est la conséquence de deux mouvements de rotation selon deux axes/arbres de rotation X et Y, notés en majuscule, 30 aux différences des axes x, y, z du repère orthonormal de référence. Les axes de rotation X et Y sont représentés et leurs liens avec les divers éléments mécaniques composant le positionneur X-Y sont mis en évidence dans la suite de la description. De par la structure mécanique des positionneurs X-Y, l'équilibrage des 35 différents éléments les composant est alors un point crucial dont il faut tenir compte lors de la conception et aussi pour éviter d'avoir des moments d'inertie trop importants et une usure importante et rapide, notamment lorsque l'antenne est embarquée sur un aéronef. Ainsi, il est important d'équilibrer les différents éléments de la descente d'antenne compris dans le positionneur.

Un but de l'invention est notamment de pallier les inconvénients précités. A cet effet L'invention a pour objet un système d'antenne comprenant au moins une antenne et un positionneur X-Y, ledit positionneur étant composé d'au moins trois éléments mécaniques, le premier élément étant un socle, le second élément étant une boite dite inférieure, le troisième élément étant une boite dite supérieure, l'antenne du système étant fixée à la boite supérieure. Les composants de la descente d'antenne sont répartis dans les différents éléments composant le positionneur X-Y, une jonction de type OMT comprise dans la boite supérieure permettant de séparer les composants de la descente en suivant deux chemins distincts, un premier chemin appelé chemin montant comprenant des composants pour amplifier et traiter les signaux à émettre par l'antenne, un second chemin appelé chemin descendant comprenant des composants pour traiter et amplifier les signaux reçus par l'antenne, les composants associés à ces chemins étant placés de part et d'autre des différents éléments du positionneur X-Y. Selon un mode de mise en oeuvre, la jonction OMT est de type turnstile, ladite jonction étant composée d'une partie centrale, de quatre bras coplanaires disposés en croix autour de la partie centrale, deux des bras coplanaires étant utilisés pour la mise en oeuvre de courts circuits, les deux autres bras coplanaires étant reliés respectivement au chemin montant et au chemin descendant de la descente d'antenne, et d'un bras circulaire correspondant au cornet de l'antenne du système.

Par exemple, les deux bras de courts circuits sont amovibles et interchangeables. Les bras de courts circuits peuvent être de même longueur, au moins une diode PIN contrôlée électriquement étant placée dans ces deux bras à une distance choisie de la base du bras de manière à ajuster la longueur du court circuit selon que la diode est ouverte ou fermée.

Selon un mode de mise en oeuvre, la boite inférieure est reliée au socle par un premier arbre de rotation selon un axe X, la boite supérieure étant reliée à la boite inférieure par un second arbre de rotation selon un axe Y, les axes X et Y étant choisis tels qu'ils soient sans intersection.

Selon un autre mode de mise en oeuvre, la boite inférieure est reliée au socle par un premier arbre de rotation selon un axe X, la boite supérieure étant reliée à la boite inférieure par un second arbre de rotation selon un axe Y, les axes X et Y étant choisis tels qu'ils appartiennent à un même plan. Pour les chemins de la descente d'antenne, la conductivité entre les composants d'un même chemin est assurée d'un élément à l'autre du positionneur, par exemple, par l'utilisation de joints tournant micro-ondes simples. Le socle comprend, par exemple, une boite froide contenant au moins un amplificateur de puissance associé au chemin montant, ladite boite étant 15 refroidie par l'utilisation d'une plaque froide fixée au socle. Selon un autre aspect de l'invention, au moins un vérin hydraulique est fixé à la plaque froide et au support sur lequel repose le système d'antenne, ledit vérin étant commandé électriquement ou mécaniquement de manière à introduire un angle d'inclinaison statique entre le système 20 d'antenne et le support. Selon un autre aspect de l'invention, au moins un moteur électrique linéaire est fixé à la plaque froide et au support sur lequel repose le système d'antenne, ledit moteur étant commandé électriquement de manière à introduire un angle d'inclinaison statique entre le système d'antenne et le 25 support.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à l'aide de la description qui suit donnée à titre illustratif et non limitatif, faite en regard des dessins annexés parmi lesquels :

- la figure 1 a représente dans le plan yz un exemple de système d'antenne selon l'invention avec deux axes de rotation décalés ; - la figure 1 b correspond au même système d'antenne que celui de la figure la, mais représenté dans le plan xz ; 30 35 - la figure 2a donne un exemple d'antenne associée à un système de positionnement selon l'invention dont les axes de rotation sont concourants, représentée dans le plan yz ; - la figure 2b présente le même exemple que la figure 2a mais représenté dans le plan xz ; - la figure 2c présente une vue de dessus (dans le plan xy) du système d'antenne de l'exemple des figures 2a et 2b ; - la figure 3 donne un exemple de jonction turnstile pouvant être utilisée pas le système d'antenne selon l'invention ; - la figure 4 donne un exemple de jonction turnstile comprenant un mécanisme de reconfiguration des courts circuits.

La figure la représente dans le plan yz un exemple de système d'antenne selon l'invention avec deux axes de rotation décalés. L'antenne est par exemple de type Cassegrain. Dans ce cas, celle-ci est composée d'un réflecteur primaire 100, par exemple de forme parabolique, d'un réflecteur secondaire 101 et d'un cornet 102 utilisé comme source et permettant d'éclairer le réflecteur primaire. Le cornet peut être corrugué de manière à ce que la puissance des lobes secondaires des signaux émis et reçu soit minimisée. Ce type d'antenne présente de très bonne performance pour de signaux à polarisation circulaire. Le positionneur associé à cette antenne est composé de trois éléments principaux. Le premier élément est appelé boite supérieure 103 et sur lequel l'antenne est fixée. Le second élément est appelé boite inférieure 104, ledit élément étant relié à la boite supérieure 103 par un arbre mécanique de rotation. Cet arbre est associé à un ou plusieurs moteurs 106, 107 situés à ses extrémités et permet un mouvement de rotation de la boite supérieure 103 par rapport à un axe Y de rotation aligné avec l'arbre mécanique. Le troisième élément est le socle du positionneur 105 et est relié à la boite inférieure 104 par un deuxième arbre mécanique de rotation, la boite inférieure étant mise en mouvement, par exemple, par deux moteurs 109, 110 situés de part et d'autre dudit arbre. Ce second arbre permet un mouvement de rotation de la boite inférieure 104 par rapport à un axe X de rotation aligné avec le second arbre mécanique.

La descente d'antenne, inclue dans les différents éléments du positionneur, comprend plusieurs composants électroniques et mécaniques permettant de traiter les signaux analogiques émis et reçus par l'antenne. Lors de la conception du positionneur X-Y, il est important d'équilibrer l'ensemble de composants du système. Si les éléments de la descente d'antenne sont répartis judicieusement dans le positionneur, l'équilibrage général du système en est amélioré. Le système d'antenne selon l'invention permet une répartition quasi symétrique des composants de la descendante d'antenne au sein de la boite supérieure 103, de la boite inférieure 104 et du 1 o socle 105 du positionneur. Cette symétrie est rendue possible par l'utilisation d'un circulateur micro-onde de type OMT 111, acronyme venant de l'expression anglo-saxonne Orthomode Transducer dont la traduction française est transducteur orthomode. Cet OMT 111 est placé dans la boite supérieure 103 et est relié au cornet 102 de l'antenne. II a pour but de 15 séparer le traitement et l'acheminement au sein du positionneur des signaux émis et des signaux reçus par l'antenne. Les signaux électromagnétiques sont habituellement polarisés différemment selon qu'ils soient émis ou reçus par le système d'antenne. Par exemple, les signaux émis peuvent être en polarisation circulaire droite et les signaux reçus en polarisation circulaire 20 gauche. L'OMT est un duplexeur de polarisation et permet ainsi de séparer l'émission de la réception pour que leurs traitements soient réalisés indépendamment au niveau de la descente d'antenne. Dans ce cas, ces signaux émis et reçus utilisent, par exemple, le même cornet 102 au niveau de l'antenne. A niveau du positionneur, les 25 signaux sont traités et transmis différemment après séparation par l'OMT 111. Ainsi les signaux reçus seront routés de l'antenne vers l'extérieur du positionneur en utilisant un chemin, appelé chemin descendant 126 dans la suite de la description, ledit chemin étant mis en oeuvre entre une sortie de l'OMT et une sortie du positionneur, la sortie par exemple au niveau du socle 30 105. Le deuxième chemin 125, appelé chemin montant dans la suite de la description, est utilisé pour le traitement et la transmission vers l'antenne des signaux à émettre. Cette dissociation entre chemin montant 125 et chemin descendant 126 permet de répartir les composants leurs étant associés de 35 chaque côté du positionneur et d'améliorer ainsi son équilibrage.

Le chemin montant utilisé pour l'émission comprend une boite froide 112. Cette boîte froide contient, par exemple, un amplificateur de puissance suivi d'un convertisseur BUC, acronyme venant de l'expression anglo-saxonne Block Up Converter . Si l'amplificateur est de forte puissance et qu'un système de ventilation suffisamment efficace ne peut pas être mis en oeuvre, l'utilisation d'une plaque 122 refroidie par liquide, appelée plaque froide, peut être envisagée fixée au socle 105 du positionneur. Cette solution est adapté notamment lorsque l'antenne est embarquée sur un aéronef sans pilote. En effet des amplificateurs d'une puissance de l'ordre de 300 W peuvent être utilisés. De plus, à haute altitude, l'air est rare, ce qui rend la ventilation des équipements électroniques particulièrement difficile.

De plus, la plaque froide 122 fixée au socle 105 du positionneur peut être en mouvement par rapport à la surface 134 sur laquelle est fixé le système d'antenne. Des vérins 130, 131, 132, 133 fixés aux extrémités de ladite plaque permettent, par exemple, d'ajuster l'orientation globale du système. Un tel mécanisme donne la possibilité d'utiliser le système d'antenne selon l'invention pour suivre un satellite à faible élévation en configurant une inclinaison d'angle statique du système par rapport à son support (134). Les vérins sont, par exemple, des vérins hydrauliques, et ceux-ci pouvant être commandés électroniquement par un calculateur d'antenne, ou mécaniquement. Une solution alternative aux vérins hydrauliques est d'utiliser des moteurs électriques du type moteurs linéaires. Ainsi des moteurs à réluctance variable peuvent être utilisés. Il est également possible d'utiliser des moteurs classiques rotatifs réducteurs et transformation du mouvement circulaire en mouvement de translation, c'est-à-dire de type vis sans fin , ce mode de mise en oeuvre présentant l'avantage d'être peu couteux.

Le système d'antenne selon l'invention peut utiliser au moins un vérin ou un moteur de socle et avantageusement quatre. Lorsque quatre vérins ou moteurs sont mis en oeuvre, ceux-ci peuvent être positionnés par exemple aux extrémités de la plaque froide 122, deux étant positionné selon l'axe X 132, 133 et les deux autres selon l'axe Y 130, 131.

Le convertisseur BUC compris dans la boite froide 112 a pour but de convertir un signal occupant une bande de fréquence donnée en un signal occupant une bande de fréquence plus élevée. Dans des applications pour lesquelles les signaux à émettre sont des signaux satellites, la conversion se fait habituellement de la bande intermédiaire L vers l'une des bandes Ku, C ou Ka. Dans la suite de la description, il est pris comme exemple un système d'antenne utilisant une bande intermédiaire en bande L et une bande d'émission/réception en bande Ka. Les convertisseurs BUC peuvent être réalisés à l'aide de boucle à verrouillage de phase utilisant une fréquence de référence externe, de l'ordre de 10 MHz par exemple. Le signal est ensuite routé au travers de la boite inférieure 104 à l'aide d'un guide d'onde 113 pour atteindre la boite supérieure 103 et d'un filtre d'émission 115 utilisé notamment pour découpler efficacement la voie émission de la voie de réception et des fréquences images. Les guides d'onde utilisés notamment dans le positionneur peuvent être rigides ou souples, et sont par exemple de type câbles coaxiaux. Un tronçon de guide d'onde 116 permet ensuite au signal d'atteindre la jonction OMT 111 et d'être émis par le cornet de l'antenne, la jonction OMT étant commune aux deux chemins montant et descendant. Cette jonction peut être choisie, par exemple, de type turnstile , comme illustré plus loin dans la description à l'aide de la figure 3. Des joints tournant simples 114, 124 fonctionnant optimisés pour un fonctionnement en bande Ka sont utilisés pour maintenir la connectivité entre les tronçons de guide d'onde lors des mouvements de rotation des différents éléments du positionneur les uns par rapport aux autres.

Le chemin descendant 126 utilisé pour le traitement et l'acheminement vers l'extérieur du système d'antenne des signaux reçus par l'antenne est composé, pour la partie contenue dans la boite supérieure 103, d'un tronçon de ligne micro-onde 117 connecté à une sortie de la jonction OMT, d'un bloc d'amplification faible bruit LNB, acronyme venant de l'expression anglo-saxonne Low Noise Block, suivi d'un convertisseur en fréquence 118 permettant, par exemple, de passer de la bande Ka en bande L. Après amplification et conversion 118, le signal est transmis vers la boite inférieure 104 à l'aide d'un autre tronçon de guide d'onde 119. Un joint tournant simple 120 permet de faire la jonction entre ledit tronçon de guide d'onde 119 compris dans la boite supérieure 103 et un autre tronçon de guide d'onde 121 compris dans la boite inférieure 104, tout en supportant le mouvement de rotation de la boîte supérieure 103 par rapport à la boîte inférieure 104, c'est-à-dire en maintenant la conductivité entre les deux tronçons de guide d'onde. Le tronçon 121 de la boite inférieure a pour fonction de transmettre le signal vers le socle 105 du système de positionnement. La jonction entre la boite inférieure et le socle est également réalisée à l'aide d'un joint tournant simple 123. Les deux joints du chemin descendant fonctionnent donc en bande de fréquence intermédiaire, soit en bande L dans le cadre de cet exemple. Concernant la descente d'antenne du chemin descendant, il est donc possible de placer l'amplificateur faible bruit 118 au plus près de l'antenne dans la boite supérieure et d'utiliser avantageusement des câbles coaxiaux pour descendre le signal vers la boite inférieure. Dans un mode de mise en oeuvre alternatif, l'amplificateur faible bruit peut se situer dans la boite inférieure et la descente des signaux de réception peut se faire, par exemple, en guide d'onde rigide faible perte dans la bande de réception. Le positionneur comprend dans ce cas quatre joints simples fonctionnant dans la bande de réception. L'utilisation d'une jonction OMT pour séparer les deux chemins a notamment pour avantage d'éviter l'utilisation de joints micro-ondes tournant doubles dont le coût est élevé. De plus, les pertes de puissance dues aux courants de fuite sont plus importantes que quand des joints simples sont utilisés.

La figure 1 b correspond au même système d'antenne que celui de la figure 1 a, mais représenté dans le plan xz. La représentation dans le plan xz correspond à une rotation à 90° de la représentation de la figure 1 a. La boîte supérieure 103 apparait donc de côté et la jonction OMT, les filtres d'émission et de réception ne sont pas représentés pour des raisons de clarté du fait qu'ils sont situés derrière l'un des moteurs 106 de l'axe Y de rotation. Le socle 105 est représenté dans sa longueur. L'arbre mécanique de 35 rotation selon X 108 et traversant ledit socle 105 est représenté avec de part et d'autre dudit axe, un moteur 109, 110 permettant de faire tourner la boîte inférieure. Les chemins montant 125 et descendant 126 apparaissent dissociés au niveau des deux pieds du socle 105. Deux joints simples 123, 124 fonctionnant en bande L pour le chemin montant et en bande Ka pour le chemin descendant sont utilisés pour permettre la transmission des signaux transitant sur les chemins montant 125 et descendant 126 à la jonction des guides d'onde du socle 105 et de la boîte inférieure 104. Les joints tournant réalisant la jonction des tronçons de guide d'onde de la boite inférieure 104 et de la boité supérieure 103 ne sont pas représentés sur la figure 1 b mais 1 o apparaissent sur la figure 1 a.

La figure 2a donne un exemple d'antenne associée à un système de positionnement selon l'invention dont les axes de rotation sont concourants, représentée dans le plan yz. La figure 2b présente le même exemple que la 15 figure 2a mais représenté dans le plan xz. L'orientation de l'antenne 200, composée de deux réflecteurs et d'un cornet 210 est contrôlée par le positionneur. La descente d'antenne, contenue dans ledit positionneur, suit le même principe que dans l'exemple des figures 1 a et 1 b, c'est-à-dire que les chemins montant 208 et descendant 20 209 sont séparés en utilisant un circulateur micro-onde de type OMT 219. Les deux arbres de rotation selon les axes X et Y sont perpendiculaires et sur le même plan. Une boite latérale 202 et une boite interne 201 représentent correspondent respectivement à la boite supérieure 103 et à la boite inférieure 104 du positionneur à axes de rotation décalés 25 décrit précédemment. Le socle 203 contient la boite froide 212 contenant l'amplificateur de puissance et le convertisseur BUC. Par exemple, deux moteurs 204, 205 transmettent un mouvement de rotation à la boite interne selon l'arbre 211 de l'axe Y. Pour la rotation selon l'axe X, deux autres moteurs 206, 207 peuvent être utilisés. Un bloc 218 30 contenant l'amplificateur faible bruit et le filtre de réception est situé dans la boite interne 201 sur le chemin descendant 209. Le filtre d'émission 217 est situé dans la boite interne 201 sur le chemin montant 208. La jonction OMT 219 entre les deux chemins est aussi mise en oeuvre dans la boite interne 201. 35 Le positionneur comprend quatre joints simples.

Un premier joint tournant simple 214 en bande L permet de faire la jonction entre les portions de guide d'onde de la boite interne 201 et de la boite externe 202 pour le chemin descendant. Un second joint tournant simple 213 en bande L permet de faire la 5 jonction entre les portions de guide d'onde de la boite externe 202 et du socle 203 pour le chemin descendant. Un troisième joint tournant simple 216 en bande Ka permet de faire la jonction entre les portions de guide d'onde de la boite interne 201 et de la boite externe 202 pour le chemin montant. 10 Un quatrième joint tournant simple 215 en bande Ka permet de faire la jonction entre les portions de guide d'onde de la boite externe 202 et du socle 203 pour le chemin montant.

La figure 2c présente une vue de dessus dans le plan xy du système 15 d'antenne dont les axes de rotation sont concourants. Les réflecteurs de l'antenne ne sont pas représentés pour garder une représentation claire. Le cornet 210 est apparent au centre de la figure. A la jonction de la boite interne 202 et de la boite externe 203 apparaissent les joints simples en bande L 213, 214 associés au chemin descendant et les joints simples en 20 bande Ka 215, 216 associés au chemin montant.

La figure 3 donne un exemple de jonction turnstile, expression anglo-saxonne signifiant en français jonction tourniquet, pouvant être utilisée pas le système d'antenne selon l'invention. L'article de M. A. Meyer et H. B. 25 Goldberg intitulé Applications of the Turnstile Junction, IRE Transactions on Microwave theory and techniques, décembre 1955, décrit les propriétés et les applications envisageables pour un tel dispositif. Dans les antennes utilisées pour les communications satellitaires, il est habituel qu'un polariseur de type septum soit utilisé, celui-ci étant placé par exemple dans le 30 cornet de l'antenne. II permet de recevoir un signal à polarisation circulaire et d'obtenir en sortie une polarisation rectiligne. Réciproquement, la conversion rectiligne-circulaire est obtenue dans l'autre sens, pour l'émission. Une jonction turnstile est équivalente à un polariseur et à un duplexeur. Par conséquent, lorsque celle-ci est utilisée, l'utilisation d'un 35 polariseur septum n'est donc pas requise. Ceci évite en général les pertes liées à l'utilisation d'une transition en guide de type rectangulaire/circulaire et de plus, autorise une souplesse au niveau de la commutation de polarisation. Par ailleurs, l'utilisation de la jonction turnstile est adaptée pour la distribution symétrique des voies du système d'antenne selon l'invention, alors qu'il est difficile de trouver des OMT compacts rectiligne qui présentent ce type de symétrie.

Une jonction turnstile est composée d'une partie centrale 305, de quatre bras coplanaires 301, 302, 303, 304 disposés en croix autour de la partie centrale et d'un bras circulaire 300. Le bras circulaire correspond au cornet du système d'antenne et est utilisé à la fois comme entrée et comme sortie pour les signaux reçus et émis par le système, lesdits signaux étant polarisés circulairement. Deux des bras coplanaires alignés 301, 302 sont utilisés respectivement comme entrée et sortie de signaux polarisés linéairement aiguillés par la jonction et correspondent aux points d'entrée du chemin montant et du chemin descendant décrit précédemment. Les deux autres bras coplanaires 303, 304, eux aussi alignés, sont utilisés comme courts circuits. Si un signal polarisé linéairement est introduit dans le bras d'entrée 301, un signal de puissance sensiblement égale à la moitié de la puissance incidente est transmis dans le cornet 300, la moitié restante va se séparer en parts égales dans les deux bras en courts circuits 303, 304. Le signal résultant de la réflexion au sein de ces bras 303, 304 puis de la partie centrale de la jonction 305 va également être transmis en sortie de la jonction par le cornet. Le signal résultant en sortie du cornet est alors polarisé circulairement. En suivant le même principe, un signal polarisé circulairement reçu au niveau du cornet peut être converti en un signal polarisé de manière rectiligne en sortie 302 de la jonction.

L'utilisation d'une jonction turnstile permet par conséquent, tel un duplexeur, de séparer au sein du positionneur le chemin montant et le chemin descendant correspondant respectivement aux signaux émis et aux signaux reçus par une même antenne, comme décrit précédemment dans la description.

Pour que ladite séparation soit efficace, le choix de la longueur des courts circuits doit suivre certaines règles. En effet, les longueurs L1 et L2 des deux bras de courts circuits 303, 304 doivent respecter les relations suivantes : L1= 8 ù(l +4n) (1) L2 = ù(3+4n) (2) 1 o dans lesquelles : X, est la longueur d'onde du signal se propageant dans le guide d'onde ; n est un entier positif quelconque. Il apparaît par conséquent que la longueur L2 est plus grande de X/4 par 15 rapport à la longueur L1. Les deux bras de courts circuits 303, 304 peuvent être amovibles. Il est alors possible de les intervertir. Dans ce cas, l'entrée 306 et la sortie 307 de la jonction turnstile correspondant respectivement au chemin montant et au chemin descendant sont inversées. Ainsi, le système d'antenne peut être 20 reconfiguré manuellement et supporter différentes configurations de polarisation des signaux entrant et sortant au niveau du cornet 300 de l'antenne.

La figure 4 donne un exemple symbolique de jonction turnstile 25 comprenant un mécanisme de reconfiguration des courts circuits. Le premier bras 401 et le second bras 402 utilisés pour la mise en oeuvre du court circuit sont de même longueur L. Chaque bras comporte au moins un circuit comportant au moins une diode PIN 403, 404 se comportant comme un interrupteur et située à une longueur L' de l'origine du bras. 30 Un exemple d'utilisation des diodes PIN dans le cadre d'antenne à guide d'onde est présenté dans l'article de G. Craven et R. R. Thomas intitulé Waveguide Antenna Switches Using p-i-n Diodes, Electronics Letter, 18 aout 1977, Vol. 13, n°17.

Ces diodes permettent d'ajuster les longueurs des courts circuits L1 et L2 de chaque bras et sont commandées électriquement, ces deux longueurs devant satisfaire aux contraintes exprimées par les équations (1) et (2) précédemment explicitées. Par exemple, deux configurations de courts circuits peuvent être mise en oeuvre : Configuration 1 : L1 = L ; L2 = L' ; Configuration 2 : L1 = L' ; L2 = L.

Pour la configuration 1, par exemple, si pour le premier bras 401, L1 = L = 72J8 et pour le deuxième bras 402, L2 = L' = 5X/8. Dans ce cas, la diode 403 du premier bras 401 doit être ouverte et la diode 404 du second bras 402 doit être fermée. Le choix de L et L' doivent notamment garantir que les deux courts 15 circuits aient une différence de longueurs égale à X/4.

Claims (10)

1. REVENDICATIONS1- Système d'antenne comprenant au moins une antenne et un positionneur X-Y, ledit positionneur étant composé d'au moins trois éléments mécaniques, le premier élément étant un socle (105), le second élément étant une boite dite inférieure (104), le troisième élément étant une boite dite supérieure (103), l'antenne (100, 101, 102) du système étant fixée à la boite supérieure (103), le système étant caractérisé en ce que les composants de la descente d'antenne sont répartis dans les différents éléments composant le positionneur X-Y, une jonction de type OMT (111) comprise dans la boite supérieure (103) permettant de séparer les composants de la descente en suivant deux chemins distincts, un premier chemin (125) appelé chemin montant comprenant des composants pour amplifier et traiter les signaux à émettre par l'antenne, un second chemin (126) appelé chemin descendant comprenant des composants pour traiter et amplifier les signaux reçus par l'antenne, les composants (118, 115, 113, 121, 120, 114) associés à ces chemins étant placés de part et d'autre des différents éléments du positionneur X-Y.
2. 2- Système selon la revendication 1 caractérisé en ce que la jonction OMT est de type turnstile, ladite jonction étant composée d'une partie centrale (305), de quatre bras coplanaires (301, 302, 303, 304) disposés en croix autour de la partie centrale, deux des bras coplanaires (303, 304) étant utilisés pour la mise en oeuvre de courts circuits, les deux autres bras coplanaires (306, 307) étant reliés respectivement au chemin montant et au chemin descendant de la descente d'antenne, et d'un bras circulaire (300) correspondant au cornet de l'antenne du système.
3. 3- Système selon la revendication 2 caractérisé en ce que le deux bras de courts circuits (303, 304) sont amovibles et interchangeables.
4. 4- Système selon l'une quelconque des revendications 2 ou 3 caractérisé 35 en ce que les bras de courts circuits (401, 402) sont de mêmelongueur (L), au moins une diode PIN contrôlée électriquement (403, 404) étant placée dans ces deux bras à une distance choisie (L') de la base du bras de manière à ajuster la longueur du court circuit selon que la diode est ouverte ou fermée.
5. 5- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que la boite inférieure (104) est reliée au socle par un premier arbre de rotation (108) selon un axe X, la boite supérieure étant reliée à la boite inférieure par un second arbre de rotation (127) selon un axe Y, les axes X et Y étant choisis tels qu'ils soient sans intersection.
6. 6- Système selon l'une quelconque des revendications 1 à 4 caractérisé en ce que la boite inférieure (104) est reliée au socle par un premier arbre de rotation (108) selon un axe X, la boite supérieure étant reliée à la boite inférieure par un second arbre de rotation (127) selon un axe Y, les axes X et Y étant choisis tels qu'ils appartiennent à un même plan.
7. 7- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que pour les chemins (125, 126) de la descente d'antenne, la conductivité entre les composants d'un même chemin est assurée d'un élément à l'autre du positionneur (103, 104, 105) par l'utilisation de joints tournant micro-ondes simples (114, 120, 123, 124).
8. 8- Système selon l'une quelconque des revendications précédentes caractérisé en ce que le socle (105) comprend une boite froide (112) contenant au moins un amplificateur de puissance associé au chemin montant (125), ladite boite étant refroidie par l'utilisation d'une plaque froide (122) fixée au socle (105).
9. 9- Système selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'au moins un vérin hydraulique est fixé à la plaque froide (122) et au support (134) 35 sur lequel repose le système d'antenne, ledit vérin étant commandéélectriquement ou mécaniquement de manière à introduire un angle d'inclinaison statique entre le système d'antenne et le support (134).
10. 10- Système selon la revendication 8 caractérisé en ce qu'au moins un moteur électrique linéaire est fixé à la plaque froide (122) et au support (134) sur lequel repose le système d'antenne, ledit moteur étant commandé électriquement de manière à introduire un angle d'inclinaison statique entre le système d'antenne et le support (134).