FR2999815A1 - Systeme d'antennes - Google Patents

Abstract

Ce système d'antennes (2), comprend une première antenne (4), et une deuxième antenne (10), la première antenne (4) comprenant une pluralité de premières antennes élémentaires (14), réparties sur une surface d'émission (12), un guide d'ondes (13), propre à guider un flux électromagnétique jusqu'à chaque première antenne élémentaire (14), et une enceinte isolante (26) délimitant à l'intérieur du guide d'ondes (13) un volume intérieur (25) isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique émis par la première source, la deuxième antenne (10) comprenant au moins une deuxième antenne élémentaire (130), isolée électromagnétiquement du flux électromagnétique et des moyens (132) de génération d'un signal d'excitation de la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130). Les moyens de génération (132) sont logés dans le volume intérieur (25).

Description

Système d'antennes La présente invention concerne un système d'antennes, du type comprenant une première antenne, pour l'émission d'ondes électromagnétiques de forte puissance, et une deuxième antenne, pour l'émission et, avantageusement, la réception d'une onde électromagnétique, la première antenne comprenant une pluralité de premières antennes élémentaires, réparties sur une surface d'émission, un guide d'ondes, propre à guider un flux électromagnétique produit par une première source jusqu'à chaque première antenne élémentaire, et une enceinte isolante délimitant à l'intérieur du guide d'ondes un volume intérieur isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique émis par la première source, la deuxième antenne comprenant au moins une deuxième antenne élémentaire, isolée électromagnétiquement du flux électromagnétique émis par la première source, et des moyens de génération d'un signal d'excitation de la ou chaque deuxième antenne élémentaire, pour l'émission d'une onde électromagnétique par la ou chaque deuxième antenne élémentaire. L'invention s'applique au domaine de la guerre électronique, et est plus particulièrement destinée au brouillage ciblé à très forte puissance, à la destruction d'équipements électroniques, à l'écoute, et au brouillage omnidirectionnel à faible puissance. On connait, notamment de l'article de X.Q. Li intitulé "The high power radial une helical circular array antenna: theory and developmenr, une antenne ayant une surface d'émission présentant une forme générale de disque. Suivant sa surface d'émission, l'antenne comporte un ensemble d'antennes élémentaires régulièrement réparties. Ces antennes élémentaires sont adaptées pour former ensemble un champ électromagnétique cohérent dont la direction de propagation est perpendiculaire à la surface d'émission. Afin d'alimenter les éléments d'antenne, il est connu d'utiliser une source de rayonnement électromagnétique, constituée par exemple d'un MILO pour « Magnetically lnsulated Line Oscillator » en anglais, d'un carcinotron, d'un klystron relativiste ou d'un magnétron de forte puissance, et un guide d'ondes pour l'acheminement du flux électromagnétique de la source aux éléments d'antenne. De manière connue, l'antenne comprend des moyens de guidage du rayonnement électromagnétique généré par la source jusqu'à une entrée située au droit du centre de la surface d'émission, et des moyens de répartition du rayonnement électromagnétique amené sur l'intégralité de la surface d'émission. Dans l'article de X.Q. Li, ces moyens de répartition sont constitués par un guide d'ondes comportant deux lignes de transmission radiale du champ en forme de disque reliées à leurs périphéries extérieures par un guide d'ondes cylindrique s'étendant perpendiculairement aux lignes de transmission radiale afin de guider le flux électromagnétique sous vide en réduisant les phénomènes de claquage.

Une telle antenne est généralement dénommée antenne à transmission radiale (« radial line antenna » en anglais). Cette antenne permet d'émettre des ondes électromagnétiques de forte puissance, typiquement de puissance crête supérieure à 10kW. Son utilisation en tant qu'arme hyperfréquence destinée au brouillage ciblé à très forte puissance et à la destruction d'équipements électroniques est donc particulièrement avantageuse. Toutefois, cette antenne présente l'inconvénient de laisser un large volume inoccupé à l'intérieur du guide d'ondes, entre les lignes de transmission radiale et le guide d'ondes cylindrique. Les antennes à transmission radiale sont souvent regroupées dans des systèmes d'antennes pour la guerre électronique avec des antennes de puissance plus faible, destinées à fonctionner en continu. L'intégration de ces antennes au sein d'un même système pose cependant problème. En effet, il faut protéger l'antenne de faible puissance des ondes électromagnétiques de forte puissance émises par l'antenne à transmission radiale : cela implique l'installation de blindages entre les antennes et l'éloignement de celles-ci, résultant généralement en des systèmes d'antennes très encombrants. Un objectif de l'invention est de proposer un système d'antennes compact et adapté pour remplir plusieurs fonctions, comme de l'écoute, de l'émission impulsionnelle à forte puissance, et de l'émission continue à faible puissance.

A cet effet, l'invention a pour objet un système d'antennes du type précité, dans lequel les moyens de génération sont logés dans le volume intérieur. Suivant des modes particuliers de réalisation, le système d'antennes comporte l'une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prise(s) individuellement ou suivant toute(s) combinaison(s) techniquement possible(s) : - la ou chaque deuxième antenne élémentaire est portée par la surface d'émission, les premières antennes élémentaires étant disposées sur la surface d'émission autour de la ou chaque deuxième antenne élémentaire, - la ou chaque deuxième antenne élémentaire est raccordée électriquement aux moyens de génération par un câble coaxial, - un fil électrique d'alimentation en énergie des moyens de génération est logé dans une paroi extérieure du guide d'ondes, et traverse le guide d'ondes pour pénétrer dans le volume intérieur en étant logé dans une gaine de blindage du câble coaxial, - il comprend un dispositif de génération d'une énergie d'alimentation des moyens de génération, disposé à l'extérieur du guide d'ondes, l'énergie d'alimentation étant choisie parmi une énergie photonique, une énergie fluidique ou une énergie magnétique, - il comprend des moyens de transmission de l'énergie d'alimentation du dispositif de génération aux moyens de génération, lesdits moyens de transmission traversant le guide d'ondes, - il comprend un système autonome d'alimentation en énergie des moyens de génération, logé dans le volume intérieur, - il comprend des moyens de liaison des moyens de génération avec un module de commande des moyens de génération disposé à l'extérieur du guide d'ondes, - les moyens de liaison comprennent au moins un fil électrique logé dans une paroi extérieure du guide d'ondes, et traversant le guide d'ondes pour pénétrer dans le volume intérieur en étant logé dans une gaine de blindage du câble coaxial, - les moyens de liaison comprennent au moins une fibre optique traversant le guide d'ondes, - les moyens de génération comprennent un amplificateur de signal, pour amplifier un signal reçu par la deuxième antenne, le signal amplifié constituant le signal d'excitation de la ou chaque deuxième antenne élémentaire, - l'amplificateur de signal est un amplificateur à état solide. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple et faite en se référant aux dessins annexés, sur lesquels : la Figure 1 est une vue schématique de face d'un système d'antennes selon l'invention, la Figure 2 est une vue schématique en coupe du système d'antennes de la Figure 1, selon une première variante de l'invention, - la Figure 3 est une vue schématique en coupe du système d'antennes de la Figure 1, selon une deuxième variante de l'invention, la Figure 4 est une vue schématique en coupe du système d'antennes de la Figure 1, selon une troisième variante de l'invention, la Figure 5 est une vue schématique en coupe du système d'antennes de la Figure 1, selon une quatrième variante de l'invention, - la Figure 6 est une vue schématique en coupe du système d'antennes de la Figure 1, selon une cinquième variante de l'invention, et - la Figure 7 est une vue schématique en perspective d'une antenne élémentaire d'une antenne du système d'antennes de la Figure 1.

L'invention concerne un système d'antennes 2 pour la guerre électronique. Il est adapté pour remplir les fonctions d'arme hyperfréquence et de brouilleur. Il est notamment adapté pour émettre, dans une direction déterminée, sur un lobe étroit, une impulsion électromagnétique de forte puissance, destinée à perturber ou détruire tout dispositif comportant de l'électronique, et pour émettre en continu, sur un lobe large, un champ électromagnétique destiné à brouiller un dispositif électronique adverse. En référence à la Figure 2, le système d'antennes 2 comprend une première antenne réseau 4 pour l'émission d'ondes électromagnétiques de forte puissance, typiquement de puissance crête supérieure à 10kW. Cette première antenne 4 est alimentée par une première source radiofréquence (non représentée). Selon l'invention, le système d'antennes 2 comprend également une deuxième antenne 10. La première antenne 4 comporte une surface d'émission 12 et un réseau de premières antennes élémentaires 14 s'étendant chacune depuis la surface d'émission 12. Par exemple, les premières antennes élémentaires 14 sont réparties suivant des cercles concentriques sur la surface d'émission 12 de l'antenne.

La surface d'émission 12 est réalisée dans un matériau conducteur électrique, par exemple en cuivre, en laiton, ou en aluminium. Comme illustré sur la Figure 1, l'antenne 4 est de révolution d'axe X-X autour d'un axe perpendiculaire à la surface d'émission 12. Par exemple, elle est circulaire. En variante, la surface d'émission est une demi-sphère ou toute autre surface tridimensionnelle, il suffit d'ajuster en conséquence la phase des premières antennes élémentaires. Suivant encore une variante, l'antenne est carrée ou rectangulaire. Plus généralement, l'antenne 4 a un plan de symétrie comportant un axe de symétrie X-X. Le plan de symétrie est perpendiculaire au plan de coupe illustré.

De retour à la Figure 2, l'antenne 4 comprend un guide d'ondes 13 pour guider un flux électromagnétique d'alimentation de l'antenne 4, produit par la première source radiofréquence, de la première source jusqu'à chaque première antenne élémentaire 14. Le guide d'ondes 13 est en particulier adapté pour répartir l'onde électromagnétique sur l'intégralité de la surface d'émission 12. A cet effet, le guide d'ondes 13 comprend deux lignes à transmission radiale 16, 18 superposées, et un guide d'ondes cylindrique 19 s'étendant perpendiculairement aux lignes à transmission radiale 16, 18 et reliant les périphéries extérieures des lignes de transmission radiale 16, 18 l'une à l'autre. Le guide d'ondes 13 comprend en outre une portion tubulaire 20, localisée en amont des lignes de transmission radiale 16, 18 dans le sens de propagation du flux électromagnétique. Cette portion tubulaire débouche dans une première 16 des lignes à transmission radiale 16, 18, au droit du centre de la surface d'émission 12, et notamment suivant l'axe de symétrie X-X lorsqu'il existe. On notera que par « centre » de la surface d'émission 12, on comprend le centre de gravité de cette dernière.

Les lignes à transmission radiale 16, 18 sont constituées de deux disques coaxiaux espacés l'un de l'autre. Chaque ligne à transmission radiale 16, 18 est en particulier centrée sur l'axe de symétrie X-X lorsqu'il existe. Les lignes à transmission radiale 16, 18 ont de préférence un même diamètre extérieur. Chaque ligne à transmission radiale 16, 18 est définie entre une paroi inférieure, respectivement 22A, 22B, et une paroi supérieure, respectivement 23A, 23B. La portion tubulaire 20 débouche dans la paroi inférieure 22A de la première ligne à transmission radiale 16. La paroi supérieure 23B de la deuxième ligne à transmission radiale 18 forme la surface d'émission 12. Chaque ligne à transmission radiale 16, 18 est adaptée pour guider une onde électromagnétique dans toutes les directions à l'intérieur d'un plan, ledit plan étant en particulier sensiblement perpendiculaire à l'axe de symétrie X-X lorsqu'il existe. Le guide d'ondes cylindrique 19 est défini entre deux parois cylindriques concentriques : une paroi intérieure 24A et une paroi extérieure 24B. Il a un diamètre extérieur sensiblement égal au diamètre extérieur de chaque ligne à transmission radiale 16, 18. Il est centré sur l'axe de symétrie X-X lorsqu'il existe. Le guide d'ondes cylindrique 19 est adapté pour guider une onde électromagnétique axialement, entre ses parois 24A, 24B. On notera que les parois 22A, 23B et 24B constituent des parois extérieures du guide d'ondes 13, le guide d'ondes 13 s'étendant à l'intérieur du volume défini par lesdites parois, et que les parois 22B, 23A et 24A constituent des parois intérieures du guide d'ondes 13, le guide d'ondes 13 s'étendant autour des dites parois. Dans la suite, on désignera comme « intérieur » au guide d'ondes 13 tout élément se trouvant à l'intérieur du volume défini par les parois extérieures 22A, 23B, 24B, et comme « extérieur » au guide d'ondes 13 tout élément se trouvant à l'extérieur dudit volume.

Les lignes à transmission radiale 16, 18 et le guide d'ondes cylindrique 19 délimitent entre eux un volume intérieur 25 à l'intérieur du guide d'ondes 13. Les parois intérieures 22B, 23A, 24A du guide d'ondes 13 constituent une enceinte isolante 26 à l'intérieure de laquelle est défini le volume intérieur 25. L'enceinte isolante 26 formant une cage de Faraday, le volume intérieur 25 est isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique d'alimentation de la première antenne 4.

Le volume intérieur 25 a une forme générale discoïdale. L'ensemble formé par les deux lignes à transmission radiale 16, 18 et le guide d'ondes cylindrique 19 est supporté par un châssis 27 en forme générale de cloche s'évasant depuis une entrée 28 de collecte du rayonnement magnétique émis par la source jusqu'à une bouche 29 de sortie du rayonnement issu des premières antennes élémentaires 14. Cette bouche 29 est obturée par une paroi de protection 30 étanche à l'air permettant de créer le vide si besoin à l'intérieur du châssis 27. Cette paroi 30 est transparente au rayonnement électromagnétique et forme radôme. L'entrée de collecte 28 est formée par la portion tubulaire 20. Elle est prolongée par une couronne 34 formant le fond du châssis. La couronne 34 est d'axe X-X. Le fond est prolongé par une paroi périphérique 36 portant la paroi de protection 30. La première ligne à transmission radiale 16, en particulier sa paroi inférieure 22A, prend appui sur le fond du châssis formé par la couronne 34. La paroi extérieure 24B du guide d'ondes cylindrique 19 repose contre la paroi périphérique 36. En variante (non représentée), la paroi inférieure 22A forme la couronne 34, et la paroi extérieure 24B forme la paroi périphérique 36. Le guide d'ondes 13 comprend également, en regard de la portion tubulaire 20 suivant l'axe X-X, un cône 44 en matériau conducteur électrique, de préférence en métal, propre à modifier le mode de propagation du flux électromagnétique, en passant d'un flux d'axe X-X, par exemple suivant le mode transverse magnétique TMoi, à un flux centrifuge s'étendant depuis l'axe X-X vers l'extérieur suivant le sens des flèches 46, par exemple suivant le mode transverse électrique et magnétique TEM. A cet effet, le cône 44 est porté par la paroi supérieure 23A de la ligne à transmission radiale 16, et le sommet du cône 44 est orienté vers la portion tubulaire 20. De façon connue, ce cône 44 est appelé convertisseur de mode.

La première ligne à transmission radiale 16 est adaptée pour guider ce flux centrifuge 46 jusqu'au guide d'ondes cylindrique 19. Le guide d'ondes cylindrique 19 est adapté pour guider le flux électromagnétique reçu de la première ligne 16 de la périphérie de la première ligne à transmission radiale 16 à la périphérie de la deuxième ligne à transmission radiale 18. Enfin, la deuxième ligne à transmission radiale 18 est adaptée pour propager l'énergie électromagnétique apportée par le guide d'ondes cylindrique 19 de la périphérie de la ligne à transmission radiale 18 vers son centre.

La deuxième ligne à transmission radiale 18 comporte des moyens d'absorption d'énergie 50 situés en son centre, autour de l'axe X-X lorsqu'il existe. Ces absorbants permettent d'absorber l'énergie électromagnétique qui n'a pas été transmise aux premières antennes élémentaires 14 lors du trajet du flux électromagnétique de la périphérie au centre de la ligne 18. Par exemple, ces moyens d'absorption d'énergie 50 sont en carbone pyrolytique et ont un côté en biseau en regard de la périphérie de la deuxième ligne à transmission radiale 18. Chaque première antenne élémentaire 14 comporte un brin d'émission 80, adapté pour émettre une onde électromagnétique vers l'extérieur de l'antenne lorsqu'il est excité par un courant électrique, et une boucle de captation 86, adaptée pour être excitée par le flux électromagnétique fourni par la source radiofréquence, et pour générer un courant électrique dans le brin d'émission 80 sous l'effet de cette excitation. Le brin 80 est disposé du côté de la bouche d'émission 29 de l'antenne 10. Il présente une partie d'émission 84 constituée d'un fil métallique décrivant une forme d'hélice. De façon connue, le diamètre de l'hélice, le nombre de spires de l'hélice, l'espacement entre ces spires, et le diamètre du brin d'émission 80 sont déterminés en fonction de la bande de fréquences d'émission dans laquelle on souhaite que la première antenne élémentaire 14 puisse émettre. La partie d'émission 84 est reliée électriquement à la boucle de captation 86. La boucle 86 est disposée entre la surface d'émission 12 et la paroi inférieure 22B, dans la deuxième ligne à transmission radiale 18. Elle est liée rigidement et de manière fixe à la paroi formant la surface d'émission 12. De façon connue, sa surface est déterminée en fonction de la puissance que l'on souhaite collecter, et la forme de la boucle 86 (son « aspect ratio » en anglais) est déterminée en fonction de la bande de fréquences que l'on souhaite collecter. La boucle 86 est obtenue par courbure sur lui-même d'un conducteur métallique. La surface d'émission 12 est percée d'un orifice traversant 87 pour permettre la liaison de la partie d'émission 84 avec la boucle 86. Le conducteur métallique de la boucle 86 s'étend partiellement au travers de l'orifice 87. De façon connue, le rapport entre le diamètre du conducteur métallique constituant la boucle 86 et le diamètre de l'orifice 87 est déterminé en fonction de la bande de fréquences que l'on souhaite pouvoir être transmises entre la boucle 86 et la partie d'émission 84. On notera que, pour des raisons de simplification, les premières antennes élémentaires 14 ont été représentées comme étant alignées sur des diamètres de la surface d'émission 12, mais qu'une telle disposition des premières antennes élémentaires 14 est en réalité à éviter, car cela créerait des lobes de réseau. La première source radiofréquence est un tube hyperfréquence à extraction axiale. C'est typiquement un oscillateur linéaire isolé magnétiquement (mieux connu sous l'acronyme anglais « MILO »), ou un magnétron. De préférence, la source radiofréquence est coaxiale avec l'antenne 4. La deuxième antenne 10 est adaptée pour fonctionner indépendamment de la première antenne 4. Elle est de préférence une antenne d'émission, destinée à émettre des ondes électromagnétiques de faible puissance, typiquement de puissance crête inférieure à 1kW. Elle comprend une deuxième antenne élémentaire 130, des moyens 132 de génération d'un signal d'excitation de la deuxième antenne élémentaire 130, et un câble coaxial 133 raccordant électriquement la deuxième antenne élémentaire 130 aux moyens de génération 132. La deuxième antenne élémentaire 130 est isolée électromagnétiquement du flux électromagnétique généré par la première source 6. En d'autres termes, la deuxième antenne élémentaire 130 est adaptée pour ne pas être alimentée par ce flux électromagnétique. La deuxième antenne élémentaire 130 est portée par la surface d'émission 12. Elle est disposée sensiblement au centre de la surface d'émission 12, c'est-à-dire dans une région centrale de la surface d'émission 12, ayant un diamètre inférieur à 15%, de préférence inférieur à 3%, de celui du diamètre de la surface d'émission 12. Les premières antennes élémentaires 14 sont toutes disposées sur la surface d'émission 12 autour de la deuxième antenne élémentaire 130. De préférence, la deuxième antenne élémentaire 130 est à une distance minimale de chaque première antenne élémentaire 14 supérieure à À, où À est la longueur d'onde de la fréquence la plus basse de la bande de fréquences d'émission des premières antennes 14. La distance entre la deuxième antenne élémentaire 130 et la plus proche des premières antennes élémentaires 14 est en particulier inférieure à 20À, et de préférence inférieure à 2À. La deuxième antenne élémentaire 130 comporte un brin extérieur 134, faisant saillie vers l'extérieur de l'antenne 4 depuis la surface d'émission 12. Ce brin 134 est disposé du côté de la bouche d'émission 29 de l'antenne 4. Il a typiquement une forme de bâtonnet, ou de bâtonnet supportant un disque.

Le brin 134 s'étend partiellement au travers d'un orifice traversant 136 ménagé dans la surface d'émission 12. Le brin 134 est isolé électriquement de la surface d'émission 12. Les moyens de génération 132 sont adaptés pour générer un signal d'excitation sous l'effet duquel la deuxième antenne élémentaire 130 est adaptée pour émettre une onde électromagnétique. Ce signal d'excitation est typiquement un signal électrique qui, lorsqu'il circule dans le brin 134, génère un champ électromagnétique dans la bouche 29. Les moyens de génération 132 sont logés dans le volume intérieur 25. Ils comprennent une entrée d'alimentation, une entrée de commande, et une sortie de signal d'excitation. De préférence, la deuxième antenne 10 est également une antenne de réception. Les moyens de génération 132 sont alors constitués par un amplificateur de signal. Cet amplificateur de signal 132 est adapté pour amplifier un signal reçu par la deuxième antenne 10, le signal amplifié constituant le signal d'excitation de la deuxième antenne élémentaire 130. L'amplificateur de signal 132 comprend une entrée de réception, pour recevoir le signal reçu, et une sortie de signal reçu, pour transmettre le signal reçu à un autre équipement. L'amplificateur de signal 132 est avantageusement un amplificateur à état solide. Le câble coaxial 133 s'étend de la surface d'émission 12 jusqu'aux moyens de génération 132. Elle traverse le guide d'ondes 13, depuis la surface d'émission 12 jusqu'au volume intérieur 25. De préférence, elle traverse le guide d'ondes 13 en s'étendant au travers des moyens d'absorption 50. Ainsi, la circulation du flux électromagnétique dans le guide d'ondes 13 n'est pas perturbée par la présence du câble coaxial 133.

De façon connue, le câble coaxial 133 comprend une âme 140 en matériau conducteur électrique, une gaine extérieure 142 de blindage en matériau conducteur électrique, et un isolant 144, interposé entre l'âme 140 et la gaine 142. L'âme 140 est typiquement en cuivre. Elle est reliée électriquement, par une première extrémité, au brin 134 et, par une deuxième extrémité, aux moyens de génération 132. La gaine 142 est typiquement en cuivre. Elle est reliée électriquement à la surface d'émission 12. Elle assure l'isolation électromagnétique de l'âme 140 vis-à-vis du flux électromagnétique généré par la première source radiofréquence. La deuxième antenne 10 comprend également des moyens 150 d'alimentation des moyens de génération 132 en énergie nécessaire à leur fonctionnement.

Dans une première variante préférée de l'invention, représentée sur la Figure 2, les moyens d'alimentation 150 sont constitués par un système photonique 150A d'alimentation des moyens de génération 132 en énergie photonique depuis l'extérieur du guide d'ondes 13.

Ce système photonique 150A comprend un émetteur optique 152, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, un transducteur opta-électrique 154, logé dans le volume intérieur 25, et une fibre optique 156, pour guider des photons émis par l'émetteur optique 152 jusqu'au transducteur opto-électrique 154. L'émetteur optique 152 est adapté pour émettre des photons lorsqu'il est alimenté en énergie, typiquement en énergie électrique. Ces photons sont porteurs d'une énergie que l'on appelle ici « énergie photonique ». L'émetteur optique 152 est par exemple une diode laser. Le transducteur opta-électrique 154 est adapté pour produire un courant électrique lorsqu'il est excité par des photons. Il est raccordé électriquement à l'entrée d'alimentation des moyens de génération 132. C'est par exemple une cellule photovoltaïque. La fibre optique 156 raccorde l'émetteur optique 152 au transducteur opta-électrique 154. Elle traverse le guide d'ondes 13, notamment la première ligne à transmission radiale 16. La fibre optique 156 entre dans le guide d'ondes 13 au travers d'un premier orifice 158 ménagé dans l'une des parois extérieures 22A, 23B, 24B du guide d'ondes 13, et en ressort au travers d'un deuxième orifice 160 ménagé dans l'une des parois intérieures 22B, 23A, 24A. De préférence, la fibre optique 156 remplit intégralement chaque orifice 156, 158. Une cartouche tubulaire 162 s'étend autour de la fibre optique 156, dans le volume intérieur 25, depuis la périphérie du deuxième orifice 160. Cette cartouche 162 est réalisée dans un matériau conducteur électrique. Elle est adaptée pour atténuer de plus de 30dB, de préférence de plus de 40dB, toute partie du flux électromagnétique d'alimentation de l'antenne 4 la traversant. A cet effet, la cartouche 162 a par exemple une circonférence intérieure inférieure à À/10, et une longueur supérieure à À/2.

Ainsi, le flux électromagnétique d'alimentation de l'antenne 4 ne peut pas pénétrer par le deuxième orifice 160, et le volume intérieur 25 est maintenu isolé électromagnétiquement de ce flux. Dans une deuxième variante de l'invention, représentée sur la Figure 3, les moyens d'alimentation 150 comprennent un module 162 de fourniture d'une énergie électrique d'alimentation des moyens de génération 132, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, et un fil électrique 164 d'alimentation des moyens de génération 132, raccordant électriquement le module de fourniture 162 à l'entrée d'alimentation des moyens de génération 132. Le fil électrique 164 est logé pour partie à l'intérieur des parois extérieures 22A, 23B, 24B, et traverse le guide d'ondes 13 pour pénétrer dans le volume intérieur 25 en étant logé dans la gaine 142 du câble coaxial 133. Ainsi, le fil électrique 164 traverse le guide d'ondes 13 sans perturber la circulation du flux électromagnétique à l'intérieur du guide d'ondes 13. En outre, en étant logé dans les parois extérieures 22A, 23B, 24B et dans la gaine 142, le fil électrique 164 est isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique.

On notera que, sur la Figure 3, le fil électrique 164 est représenté traversant les orifices 87. Cette représentation est cependant purement schématique et a été donnée de la sorte pour montrer la continuité du fil électrique 164; en pratique, le fil électrique 164 s'étend entre les orifices 87. Dans une troisième variante de l'invention, représentée sur la Figure 4, les moyens d'alimentation 150 sont constitués par un système fluidique 150B d'alimentation des moyens de génération 132 en énergie fluidique depuis l'extérieur du guide d'ondes 13. Ce système fluidique 150B comprend un dispositif 170 de pressurisation de fluide, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, un transducteur mécanoélectrique 172, logé dans le volume intérieur 25, et un guide de fluide 174, pour raccorder fluidiquement le dispositif de pressurisation 170 au transducteur mécanoélectrique 172. Le dispositif de pressurisation 170 est adapté pour faire varier la pression d'un fluide à l'intérieur du guide 174, typiquement un liquide ou un gaz, lorsqu'il est alimenté par un courant électrique. Ces variations de pression induisent la transmission d'une onde dans le fluide, porteuse d'une énergie que l'on appelle ici « énergie fluidique ». Le dispositif de pressurisation 170 est typiquement une pompe. Le transducteur mécanoélectrique 172 est adapté pour générer un courant électrique sous l'effet de variations de pression du fluide contenu dans le guide 174. Il est raccordé électriquement à l'entrée d'alimentation des moyens de génération 132. C'est typiquement un dispositif piézoélectrique. Le guide de fluide 174 entre dans le guide d'ondes 13 au travers d'un premier orifice 176 ménagé dans l'une des parois extérieures 22A, 23B, 24B du guide d'ondes 13, et en ressort au travers d'un deuxième orifice 177 ménagé dans l'une des parois intérieures 22B, 23A, 24A. De préférence, il remplit intégralement chaque orifice 176, 177.

De même que dans la première variante, une cartouche 178 s'étend autour du guide de fluide 174, dans le volume intérieur 25, depuis la périphérie du deuxième orifice 177, pour maintenir le volume intérieur 25 isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique d'alimentation de l'antenne 4. Dans une quatrième variante, représentée sur la Figure 5, les moyens d'alimentation 150 sont constitués par un système 150C d'alimentation par induction, depuis l'extérieur du guide d'ondes 13. Ce système d'alimentation par induction 150C comprend un générateur de champ magnétique 180, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, et un transducteur magnétoélectrique 182, logé dans le volume intérieur 25 et raccordé électriquement à l'entrée d'alimentation des moyens de génération 132. Le générateur 180 et le transducteur 182 sont disposés de part et d'autre du guide d'ondes 13, en regard l'un de l'autre. Le générateur 180 est adapté pour générer un champ magnétique variable sous l'effet d'un courant électrique alternatif. Il est adapté pour que le champ magnétique généré puisse traverser les parois intérieures 22B, 23A, 24A et extérieures 22A, 23B, 24B du guide d'ondes 13. Ce champ magnétique est porteur d'une énergie magnétique. Le transducteur 182 est adapté pour générer un courant électrique lorsqu'il est excité par le champ magnétique généré par le générateur 180. Dans une cinquième variante, représentée sur la Figure 6, les moyens d'alimentation 150 sont constitués par un système autonome d'alimentation 150D logé dans le volume intérieur 25. Ce système autonome 150D comprend typiquement une batterie électrique 184 raccordée électriquement aux moyens de génération 132. Avantageusement, la deuxième antenne 10 comprend également un module 190 de commande des moyens de génération 132, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, et des moyens 192 de liaison des moyens de génération 132 avec le module de commande 190. Dans une première variante préférée de l'invention, représentée sur la Figure 2, les moyens de liaison 192 sont constitués par un système photonique de liaison 192A. Ce système photonique 192A comprend un premier émetteur optique 194, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, un premier transducteur opto-électrique 196, logé dans le volume intérieur 25, et une première fibre optique 198, pour guider des photons émis par l'émetteur optique 194 jusqu'au transducteur opta-électrique 196. De préférence, le système photonique 192 comprend en outre un deuxième premier émetteur optique 200, logé dans le volume intérieur 25, un deuxième transducteur opto-électrique 202, disposé à l'extérieur du guide d'ondes 13, et une deuxième fibre optique 204, pour guider des photons émis par l'émetteur optique 200 jusqu'au transducteur opto-électrique 202.

Chaque émetteur optique 194, 200 est adapté pour émettre des photons lorsqu'il est alimenté en énergie, typiquement en énergie électrique. Chaque émetteur optique 194, 200 est par exemple une diode électroluminescente. Le premier émetteur optique 194 est raccordé électriquement à une sortie de signal de commande du module de commande 190. Le deuxième émetteur optique 200 est raccordé électriquement à la sortie de signal reçu des moyens de génération 132. Chaque transducteur opto-électrique 196, 202 est adapté pour produire un courant électrique lorsqu'il est excité par des photons. C'est par exemple une cellule photovoltaïque. Le premier transducteur opto-électrique 196 est raccordé électriquement à l'entrée de commande des moyens de génération 132. Le deuxième transducteur opto- électrique 202 est raccordé électriquement à une entrée de signal reçu du module de commande 190. Chaque fibre optique 198, 204 raccorde un des émetteurs optiques, respectivement 194, 200, au transducteur opto-électrique associé, respectivement 196, 202. Elle traverse le guide d'ondes 13, notamment la première ligne à transmission radiale 16. Chaque fibre optique 198, 204 entre dans le guide d'ondes 13 au travers d'un premier orifice 206 ménagé dans l'une des parois extérieures 22A, 23B, 24B du guide d'ondes 13, et en ressort au travers d'un deuxième orifice 208 ménagé dans l'une des parois intérieures 22B, 23A, 24A. De préférence, chaque fibre optique 198, 204 remplit intégralement chaque orifice 206, 208. De même que précédemment, une cartouche tubulaire 210 s'étendant autour de chaque fibre optique 198, 204, dans le volume intérieur 25, depuis la périphérie du deuxième orifice 208, pour maintenir le volume intérieur 25 isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique d'alimentation de l'antenne 4. Dans une deuxième variante de l'invention, représentée sur la Figure 3, les moyens de liaison 192 comprennent deux fils électriques 212, 214, raccordant électriquement le module de commande 190 aux moyens de génération 132. En particulier, un premier fil électrique 212 raccorde électriquement une sortie de commande du module de commande 190 à une entrée de commande des moyens de génération 132, et un deuxième fil électrique 214 raccorde électriquement la sortie de signal reçu des moyens de génération 132 à une entrée de signal reçu du module de commande 190. Chaque fil électrique 212, 214 est logé pour partie à l'intérieur des parois extérieures 22A, 23B, 24B, et traverse le guide d'ondes 13 pour pénétrer dans le volume intérieur 25 en étant logé dans la gaine 142 du câble coaxial 133. Ainsi, les fils électriques 212, 214 traversent le guide d'ondes 13 sans perturber la circulation du flux électromagnétique à l'intérieur du guide d'ondes 13. En outre, en étant logé dans les parois extérieures 22A, 23B, 24B et dans la gaine 142, chaque fil électrique 212, 214 est isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique. On notera que, pour des raisons de simplification, les fils électriques 212, 214 ont été représentés sur la Figure 3 traversant les orifices 87, mais que cette représentation est purement schématique. En pratique, chaque fil électrique 212, 214 s'étend dans la paroi 23B entre les orifices 87. Comme on le conçoit aisément, la disposition de la deuxième antenne élémentaire 130 au centre de la surface d'émission 12 de la première antenne 4 fait encourir des risques à la deuxième antenne 10 en cas d'émission d'une onde par l'antenne 4. Ces risques sont d'autant plus présents lorsque l'antenne 10 est une antenne de réception et est donc adaptée pour capter des ondes de faible puissance. Elle risque donc d'être fortement perturbée par l'émission à proximité de l'antenne élémentaire 130 d'une onde de forte puissance.

Pour contourner ce problème, le système d'antennes 2 comprend des moyens de protection de la deuxième antenne 10 vis-à-vis des ondes émises par la première antenne 4. En référence à la Figure 7, ces moyens de protection comprennent des moyens d'amorçage 220, adaptés pour former un court-circuit entre la deuxième antenne élémentaire 130 et la surface d'émission 12 lorsqu'une différence de potentiel électrique entre la deuxième antenne élémentaire 130 et la surface d'émission 12 est supérieure à une tension prédéterminée. Ces moyens d'amorçage 220 comprennent, dans l'exemple représenté, une pluralité de pointes 222 faisant saillie depuis le bord de l'orifice 136 vers la deuxième antenne élémentaire 130. Chaque pointe 146 est réalisée en matériau conducteur électrique, typiquement en cuivre. De préférence, les moyens d'amorçage 220 sont adaptés pour former automatiquement un court-circuit entre la deuxième antenne élémentaire 130 et la surface d'émission 12 sous l'effet d'un champ électromagnétique créé par l'émission d'une onde par la première antenne 4. En variante, les moyens d'amorçage 220 sont commandés. Par exemple, un module (non représenté) est adapté pour envoyer une impulsion électrique sur la gaine 142 de la ligne de transmission 133, de façon à porter la différence de potentiel électrique entre les pointes 222 et la deuxième antenne élémentaire 130 au-delà de la tension prédéterminée lorsque ladite impulsion électrique parvient aux pointes 222.

Dans un premier mode de fonctionnement du système 2, seule la première antenne 4 est active. Elle émet des impulsions électromagnétiques de forte puissance et de durée brève en direction d'une cible. A cet effet, la source radiofréquence est mise en marche par intermittence, et à chaque fois émet un flux électromagnétique. Ce flux électromagnétique est guidé jusqu'à l'antenne 4 par le guide d'ondes 13. Il arrive suivant l'axe X-X par la portion tubulaire 20 et est réparti sur la première ligne à transmission radiale 16 par le convertisseur de mode 44. La direction de propagation du flux est représentée par les flèches 46 sur la figure 2.

Le flux alors centrifuge se trouve capté par le guide d'ondes cylindrique 19 et réémis dans la deuxième ligne à transmission radiale 18. Le flux est alors centripète et se dirige vers le centre de la deuxième ligne 18. Il alimente en chemin les antennes élémentaires 14. Les boucles 86 des antennes élémentaires 14 captent le flux électromagnétique, en particulier le champ magnétique, induisant un courant jusqu'à la partie d'émission 84, laquelle émet une onde électromagnétique élémentaire avec une phase déterminée par le positionnement angulaire de l'antenne élémentaire 14. Il se crée alors un champ électromagnétique dans la bouche d'émission 29, ce champ ayant une polarisation circulaire dont le sens de rotation est conditionné par le sens de rotation des hélices des premières antennes élémentaires 14.

Une partie de ce champ électromagnétique est captée par la deuxième antenne élémentaire 130, ce qui provoque une augmentation de la différence de potentiel entre cette antenne élémentaire 130 et la surface d'émission 12. Cette augmentation de la différence de potentiel provoque l'enclenchement des moyens d'amorçage 220. Le gaz présent entre la deuxième antenne élémentaire 130 et les pointes 222 s'ionise, et un arc électrique s'établit. Cet arc électrique reste actif pendant toute la durée d'émission d'une onde par la première antenne 4. Dans un deuxième mode de fonctionnement du système 2, seule la deuxième antenne 10 est activée. Elle émet une onde électromagnétique omnidirectionnelle sur des durées longues, entrecoupées de périodes d'écoute de l'environnement.

Lors de chaque période d'écoute, une onde électromagnétique, porteuse d'un signal, est captée par l'antenne élémentaire 130, qui transforme ce signal en signal électrique. Ce signal électrique est transmis aux moyens de génération 132, via le câble coaxial 132. Les moyens de génération 132 mémorisent ce signal reçu et le transmettent au module de commande 190, via les moyens de liaison 192. En fonction du signal reçu, le module de commande 190 transmet ou non aux moyens de génération 132, via les moyens de liaison 192, un signal commandant l'émission d'une onde par l'antenne 10.

Lorsque les moyens de génération 132 reçoivent un tel signal de commande, ils amplifient le signal reçu mémorisé pour générer un signal électrique d'excitation de l'antenne élémentaire 130. Ce signal d'excitation est transmis à l'antenne élémentaire 130 via le câble coaxial 133. Sous l'effet de ce signal, l'antenne élémentaire 130 génère un champ électromagnétique dans la bouche de sortie 29. L'énergie nécessaire à l'amplification par les moyens de génération 132 leur est fournie par les moyens d'alimentation 150. Grâce à l'invention, il est donc possible d'avoir un système d'antennes 2 combinant les fonctions d'arme hyperfréquence et de brouilleur basse puissance 10 particulièrement compact. En outre, bien que la deuxième antenne 10 soit intégrée au coeur même de la première antenne 4, elle n'en perturbe pas le fonctionnement. On notera que la deuxième antenne 10 a été décrite comme comprenant une unique antenne élémentaire 130 mais qu'elle pourrait, en variante, comprendre une 15 pluralité de deuxièmes antennes élémentaires 130.

Claims (12)

1. REVENDICATIONS1.- Système d'antennes (2), comprenant une première antenne (4), pour l'émission d'ondes électromagnétiques de forte puissance, et une deuxième antenne (10), pour l'émission et, avantageusement, la réception d'une onde électromagnétique, la première antenne (4) comprenant une pluralité de premières antennes élémentaires (14), réparties sur une surface d'émission (12), un guide d'ondes (13), propre à guider un flux électromagnétique produit par une première source jusqu'à chaque première antenne élémentaire (14), et une enceinte isolante (26) délimitant à l'intérieur du guide d'ondes (13) un volume intérieur (25) isolé électromagnétiquement du flux électromagnétique émis par la première source, la deuxième antenne (10) comprenant au moins une deuxième antenne élémentaire (130), isolée électromagnétiquement du flux électromagnétique émis par la première source, et des moyens (132) de génération d'un signal d'excitation de la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130), pour l'émission d'une onde électromagnétique par la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130), caractérisé en ce que les moyens de génération (132) sont logés dans le volume intérieur (25).
2. 2.- Système d'antennes (2) selon la revendication 1, caractérisé en ce que la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130) est portée par la surface d'émission (12), les premières antennes élémentaires (14) étant disposées sur la surface d'émission (12) autour de la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130).
3. 3.- Système d'antennes (2) selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130) est raccordée électriquement aux moyens de génération (132) par un câble coaxial (133).
4. 4.- Système d'antennes (2) selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'un fil électrique (164) d'alimentation en énergie des moyens de génération (132) est logé dans une paroi extérieure (22A, 23B, 24B) du guide d'ondes (13), et traverse le guide d'ondes (13) pour pénétrer dans le volume intérieur (25) en étant logé dans une gaine (142) de blindage du câble coaxial (133).
5. 5.- Système d'antennes (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un dispositif (152, 170, 180) de génération d'une énergie d'alimentation des moyens de génération (132), disposé à l'extérieur du guide d'ondes (13), l'énergie d'alimentation étant choisie parmi une énergie photonique, une énergie fluidique ou une énergie magnétique.
6. 6.- Système d'antennes (2) selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (156, 176) de transmission de l'énergie d'alimentation du dispositif de génération (152, 170, 180) aux moyens de génération (132), lesdits moyens de transmission (156, 176) traversant le guide d'ondes (13).
7. 7.- Système d'antennes (2) selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'il comprend un système autonome (150D) d'alimentation en énergie des moyens de génération (132), logé dans le volume intérieur (25).
8. 8.- Système d'antennes (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens (192) de liaison des moyens de génération (132) avec un module (190) de commande des moyens de génération (132) disposé à l'extérieur du guide d'ondes (13).
9. 9.- Système d'antennes (2) selon les revendications 3 et 8 prises ensemble, caractérisé en ce que les moyens de liaison (192) comprennent au moins un fil électrique (212, 214) logé dans une paroi extérieure (22A, 23B, 24B) du guide d'ondes (13), et traversant le guide d'ondes (13) pour pénétrer dans le volume intérieur (25) en étant logé dans une gaine (142) de blindage du câble coaxial (133).
10. 10.- Système d'antennes (2) selon la revendication 8, caractérisé en ce que les moyens de liaison (192) comprennent au moins une fibre optique (198, 204) traversant le guide d'ondes (13).
11. 11.- Système d'antennes (2) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que les moyens de génération (132) comprennent un amplificateur de signal, pour amplifier un signal reçu par la deuxième antenne (10), le signal amplifié constituant le signal d'excitation de la ou chaque deuxième antenne élémentaire (130).
12. 12.- Système d'antennes (2) selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'amplificateur de signal est un amplificateur à état solide.