FR3091419A1 - Procédé d’intégration d’une antenne « réseaux » dans un milieu de nature électromagnétique différente et antenne associée - Google Patents
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Abstract
Le domaine de l’invention est celui des procédés d’intégration d’une antenne réseaux (A) dans un milieu (M), ladite antenne comportant une pluralité d’éléments rayonnants (ERT) assurant la transition entre l’antenne et le milieu, la réflectivité de chaque élément dépendant d’un paramètre, la réflectivité d’un premier élément étant voisine du celle du milieu, la réflectivité d’un dernier élément étant voisine de celle de l’antenne, le paramètre de réflectivité des éléments variant d’un élément au suivant. Le procédé selon l’invention comporte les étapes suivantes :- Etape 1 : Calcul d’un chemin égal à la somme des variations de la réflectivité d’un élément à l’élément suivant ;- Etape 2 : Optimisation de la variation du paramètre de réflectivité de façon que la surface équivalente radar de l’antenne soit la plus faible possible ou que l’antenne respecte au mieux les objectifs de rayonnement ;- Etape 3 : Détermination des différents éléments en fonction dudit paramètre ;- Etape 4 : Simulation de la réflectivité globale et/ou du rayonnement de l’antenne. Figure pour l’abrégé : Fig. 14
Description
Description
Titre de l'invention : Procédé d’intégration d’une antenne « réseaux » dans un milieu de nature électromagnétique différente et antenne associée
[0001] Le domaine de l’invention est celui des antennes électromagnétiques dites « antennes réseaux » utilisées dans tous types de radiocommunications. Ces antennes peuvent, notamment, être des radars. Ces antennes peuvent être implantées au sol ou sur tout type de porteur mobile, comme les aéronefs.
[0002] Les antennes, de manière générale, sont intégrées dans un milieu. Cela peut aller du simple pylône pour la station de base de télécommunication cellulaire à un porteur mobile, tel qu’un aéronef. L’environnement entourant l’antenne doit être pris en compte lors de la conception de cette dernière afin de ne pas perturber les performances radioélectriques de l’antenne.
[0003] L’intégration de l’antenne sur un porteur crée une discontinuité électrique franche qui se traduit par une diffraction d’arête. Ce phénomène de diffraction perturbe le rayonnement de l’antenne. La diffraction d’arête contribue également à la signature électromagnétique de l’antenne et augmente la surface équivalente radar, connue sous l’acronyme « SER » de l’antenne. Les figures 1 à 3 illustrent ce problème sur un exemple simple. Les figures 1 et 2 représentent une vue de dessus et une vue latérale d’une antenne rectangulaire A de largeur Lx et de longueur Ly intégrée dans un environnement M de nature électromagnétique différente. Ainsi, la réflectivité Ea de l’antenne est différente de la réflectivité Em du milieu. La bordure B noire sur ces deux figures représente la discontinuité entre l’antenne et son milieu. La figure 3 représente en vue latérale la réflexion d’une onde incidente I au niveau de cette discontinuité B. L’onde incidente I génère alors une onde spéculaire S mais également une onde rétroréfléchie parasite SER liée à la discontinuité B.
[0004] Les antennes électromagnétiques de type réseaux, communément appelées « antennes réseaux » sont constituées d’un ensemble fini d’éléments rayonnants. . Selon les applications, la constitution d’un élément rayonnant varie. Dans certains cas, il peut être constitué uniquement de métal. Dans d’autres cas, il peut être constitué de métal reposant sur un substrat et environné d’un superstrat. On entend par superstrat toute structure qui couvre l’antenne. Un radôme est un superstrat. Cette structure peut être adaptée pour changer les caractéristiques de rayonnement de l’antenne.
[0005] Sous certaines conditions, les antennes réseaux peuvent générer des ondes de surface. Les ondes de surface générées par l’antenne sont diffractées au bord par les arêtes. Ces ondes peuvent se réfléchir sur les bords de la cavité de l’antenne et être diffractées sur l’autre bord de la cavité. On observe alors un phénomène de réflexion multiple des ondes de surface sur les bords de cavité de l’antenne qui se traduit par une augmentation de la SER et une dégradation des performances du rayonnement émis. Ce phénomène contribue également à une dégradation des performances de l’antenne.
[0006] L’intégration d’une antenne réseau rencontre le même type de problème qu’une antenne. Les arêtes du bord du panneau créent des phénomènes de diffraction qui perturbent majoritairement les éléments rayonnants situés sur le bord du panneau et participent à la SER de l’antenne.
[0007] Différentes solutions ont été proposées pour résoudre ou pour atténuer ces problèmes d’intégration de l’antenne dans son milieu. Une première solution consiste à ajouter, dans l’environnement proche de l’antenne, des matériaux absorbant les ondes électromagnétiques ; cette solution est exposée dans la publication de E. E. Knott, J. E. Schaeffer, and Μ. T. Tuley, Radar Cross Section, 2nd édition. Scitech Publishing, 2004. Cette méthode permet de réduire les réflexions de cavité et notamment les réflexions de bord de cavité dues à la présence d’ondes de surface. Par ailleurs, ces ondes créent des réflexions multiples. La présence d’absorbants permet de supprimer ce phénomène de réflexion des ondes de surface aux bords de l’antenne.
[0008] Dans le cas de l’intégration d’antennes réseaux finies, il est possible d’ajouter des éléments rayonnants supplémentaires factices avec des charges dédiées s’apparentant aux éléments rayonnants au bord du panneau afin de diminuer la diffraction liée aux ondes de surface, ces éléments étant appelés éléments rayonnants chargés. Cette méthode est décrite par Ben A. Munk dans son livre intitulé « Einite Antenna Arrays and ESS », IEEE Press. A Wiley-Interscience publication. La diminution des ondes de surface participe à l’amélioration de la capacité angulaire de dépointage des réseaux d’antennes actives et à la diminution de la SER de l’antenne.
[0009] Une troisième méthode est décrite dans la demande US 20070069940 intitulée “Method and Arrangement for Reducing the Radar Cross Section of Integrated Antennas”. Elle propose de traiter l’ouverture créée par l’antenne dans un milieu à l’aide de matériaux résistifs. Cette méthode a l’avantage de proposer une transition douce afin d’atténuer progressivement les ondes de surface et de réduire ainsi la diffraction due aux arêtes de bord.
[0010] Ces différentes méthodes ont chacune leurs inconvénients.
[0011] Les solutions à base de matériaux absorbants ne sont généralement pas suffisantes. Les absorbants continuent souvent de créer une discontinuité brusque entre le milieu et l’antenne. Par ailleurs, les matériaux absorbants peuvent être de nature différente que l’antenne et ne fonctionnent pas nécessairement dans les mêmes conditions de température, de pression ou d’environnement vibratoire que celles de l’antenne.
[0012] La solution proposée par Ben A. Munk permet d’atténuer considérablement les ondes de surface et consiste à ajouter les éléments rayonnants chargés. Toutefois, cette solution ne résout pas le problème de diffraction structurelle générée par l’intégration de l’antenne dans son milieu. Il existe toujours une transition structurelle entre l’antenne réseau et le milieu.
[0013] L’utilisation de couches résistives progressives permet en première approche de limiter la discontinuité franche entre l’antenne et son milieu. Toutefois, elle ne s’intéresse qu’à la variation d’un seul paramètre physique, la résistivité du matériau pour résoudre l’ensemble des problèmes de diffraction. Par ailleurs, cette méthode ne s’intéresse pas aux performances de l’antenne, seulement à son intégration en milieu métallique. De plus, cette transition résistive est réalisée sur un matériau diélectrique, en général le radôme de l’antenne. Il est possible que l’antenne ne présente pas de couches diélectriques avec le milieu extérieur et rend donc l’utilisation de couches résistives impossibles.
[0014] Ces différentes solutions ne sont donc pas totalement satisfaisantes car elles sont limitées en termes de degré de liberté et ne permettent de traiter qu’un nombre limité de discontinuités d’arêtes.
[0015] Le procédé selon l’invention ne présente pas les inconvénients précédents. Il permet d’optimiser la transition entre l’antenne et son milieu en s’intéressant au comportement électromagnétique de la discontinuité et vise ainsi à diminuer les effets de diffraction et d’ondes de surface résultant de cette transition.
[0016] Plus précisément, l’invention a pour objet un procédé d’intégration d’une antenne réseaux dans un milieu, ladite antenne comportant une pluralité d’éléments rayonnants assurant la transition entre l’antenne et le milieu, la réflectivité de chaque élément rayonnant dépendant d’au moins un paramètre, la réflectivité d’un premier élément étant égal ou voisine du celle de l’antenne, la réflectivité d’un dernier élément rayonnant étant égale ou voisine de celle du milieu, le paramètre de réflectivité des éléments rayonnants compris entre ce premier élément rayonnant et ce dernier élément rayonnant variant d’un élément rayonnant au suivant, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes :
- Etape 1 : Calcul d’un chemin égal à la somme des variations de la réflectivité d’un élément rayonnant à l’élément rayonnant suivant ;
- Etape 2 : Optimisation de la variation du paramètre de réflectivité de façon que la surface équivalente radar de l’antenne soit la plus faible possible ou qu’au moins une des caractéristiques du rayonnement de l’antenne soit atteinte ;
- Etape 3 : Détermination des différents éléments rayonnants en fonction dudit paramètre ;
- Etape 4 : Simulation de la réflectivité globale et/ou du rayonnement de l’antenne. [0017] Avantageusement, la vitesse de variation du paramètre est minimale entre le premier élément et l’élément suivant, minimale entre le dernier élément et l’élément précédent et maximale entre les deux éléments les plus éloignés du premier élément et du dernier élément.
[0018] Avantageusement, le coefficient de réflectivité est un nombre complexe comportant une partie réelle et une partie imaginaire et en ce que la variation de la réflectivité entre deux éléments rayonnants est égale au module des variations des parties réelles et imaginaires de la réflectivité desdits éléments rayonnants.
[0019] L’invention concerne également une antenne réseaux destinée à être intégrée dans un milieu et réalisée selon le procédé précédent, ladite antenne comportant une pluralité d’éléments rayonnants assurant la transition entre l’antenne et le milieu, la réflectivité de chaque élément rayonnant dépendant d’au moins un paramètre, la réflectivité d’un premier élément étant égal ou voisine du celle de l’antenne, la réflectivité d’un dernier élément rayonnant étant égale ou voisine de celle du milieu, caractérisé en ce que le paramètre de réflectivité des éléments rayonnants compris entre ce premier élément rayonnant et ce dernier élément rayonnant varie d’un élément rayonnant au suivant, la vitesse de variation du paramètre étant minimale entre le premier élément et l’élément suivant, minimale entre le dernier élément et l’élément précédent et maximale entre les deux éléments les plus éloignés du premier élément et du dernier élément.
[0020] Avantageusement, les éléments rayonnants étant organisés en réseau, le paramètre est le pas du réseau selon une direction de l’espace ou deux directions de l’espace.
[0021] Avantageusement, les éléments rayonnants étant métalliques, le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces métalliques différentes.
[0022] Avantageusement, le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces résistives différentes.
[0023] Avantageusement, le paramètre est une caractéristique physique d’un substrat constituant les éléments rayonnants.
[0024] Avantageusement, le paramètre est une caractéristique physique d’un superstrat constituant les éléments rayonnants.
[0025] Avantageusement, la caractéristique physique est la permittivité relative ou la perméabilité dudit substrat ou dudit superstrat.
[0026] Avantageusement, les éléments rayonnants comportant une pluralité de feuillets de motifs métalliques ou résistifs, le paramètre est la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants.
[0027] Avantageusement, les éléments rayonnants comportant des métamatériaux, le paramètre est la quantité de métamatériaux présents dans les éléments rayonnants.
[0028] L’invention sera mieux comprise et d’autres avantages apparaîtront à la lecture de la description qui va suivre donnée à titre non limitatif et grâce aux figures annexées parmi lesquelles :
[0029] [fig-1] représente, en vue de dessus, une antenne rectangulaire selon l’art antérieur intégrée dans un milieu ;
[0030] [fig.2] représente, en vue latérale, l’antenne précédente selon l’art antérieur ;
[0031] [fig.3] représente la SER générée au niveau de l’interface entre une antenne selon l’art antérieur et un milieu ;
[0032] [fig.4] représente, en vue de dessus, une antenne rectangulaire selon l’invention intégrée dans un milieu ;
[0033] [fig.5] représente, en vue latérale, l’antenne précédente selon l’invention ;
[0034] [fig.6] représente la SER générée au niveau de l’interface entre une antenne selon l’invention et un milieu ;
[0035] [fig.7] représente la variation du coefficient de réflectivité complexe entre deux éléments rayonnants selon l’invention ;
[0036] [fig.8] représente la variation du chemin représentatif des variations de réflectivité en fonction d’éléments rayonnants successifs ;
[0037] [fig.9] représente la vitesse de variation de la réflectivité en fonction d’éléments rayonnants successifs ;
[0038] [fig.10] représente la variation du coefficient de réflectivité en fonction de la variation du paramètre de dépendance ;
[0039] [fig.l 1] représente la variation du paramètre de dépendance en fonction de la succession des éléments rayonnants ;
[0040] [fig. 12] représente une vue de dessus d’une partie d’un réseau d’éléments rayonnants selon l’art antérieur ;
[0041] [fig. 13] représente la variation du coefficient de réflectivité complexe entre deux éléments rayonnants dans le mode de réalisation précédent ;
[0042] [fig.14] représente une vue de dessus d’une partie d’un réseau d’éléments rayonnants dans un mode de réalisation selon l’invention ;
[0043] [fig. 15] représente la variation du chemin représentatif des variations de réflectivité en fonction des éléments rayonnants successifs de la figure 14 ;
[0044] [fig. 16] représente la variation du chemin représentatif des variations de réflectivité de la figure 15 en fonction du paramètre de dépendance ;
[0045] [fig. 17] représente la valeur du paramètre de dépendance de la figure 16 en fonction de l’élément rayonnant.
[0046] A titre d’exemple, les figures 4 à 6 représentent une antenne A selon l’invention intégrée dans son environnement M. Les figures 4 et 5 représentent une vue de dessus et une vue latérale d’une antenne A rectangulaire de largeur Lx et de longueur Ly intégrée dans un environnement M de nature électromagnétique différente. Comme précédemment, la réflectivité Ta de l’antenne est différente de la réflectivité Tm du milieu. Cette antenne est entourée d’une zone de transition T de largeur LTx et de longueur LTy. Cette zone de transition est constituée d’éléments rayonnants. Les paramètres électromagnétiques de ces éléments varient de façon à modifier leur coefficient de réflectivité Fy, assurant ainsi une transition douce entre l’antenne et son milieu.
[0047] La figure 6 représente, en vue latérale, la réflexion d’une onde incidente I au niveau de la zone de transition T. Les ondes incidentes génèrent alors des ondes spéculaires S mais également des ondes rétroréfléchies SER de bien plus faibles ampleurs qu’en l’absence de zone de transition.
[0048] De façon générale, les comportements électromagnétiques de l’antenne et du milieu sont caractérisés par une impédance ou une réflectivité de surface. Il existe une relation de passage entre ces deux paramètres. On peut ainsi modéliser l’antenne et son milieu par deux plaques d’impédances différentes.
[0049] De façon générale, la réflectivité est calculée et représentée dans le plan complexe. Elle dépend de la fréquence, de l’incidence et de la polarisation de l’onde.
[0050] Comme on l’a vu, la discontinuité entraînée par le changement d’impédance modifie le comportement radioélectrique de l’antenne et induit des phénomènes de diffraction néfastes. L’intégration d’une transition progressive et contrôlée de la réflectivité dans une ou plusieurs directions de l’espace permet de faire disparaître les effets de cette discontinuité. Ainsi, on peut diminuer la surface équivalente radar dans des proportions importantes. On peut également optimiser une des caractéristiques du rayonnement de l’antenne. On citera, par exemple, l’efficacité globale du rayonnement, mais aussi, la forme et la répartition des lobes secondaires d’émission ou le gain de l’antenne.
[0051] La variation progressive de la réflectivité d’un élément rayonnant à l’autre peut se faire sur un ou plusieurs paramètres physiques de l’élément rayonnant qui peuvent être :
- Le pas du réseau selon une seule ou les deux directions du réseau ;
- Une dimension géométrique intrinsèque de l’élément rayonnant, comme l’ouverture d’un guide d’ondes, une longueur, une largeur ou une hauteur ;
- Une propriété physique des matériaux constitutifs de l’élément rayonnant comme, par exemple, la permittivité relative du substrat qui le compose.
[0052] Pour contrôler la variation progressive des éléments rayonnants au niveau de la transition, la réflectivité le long de la transition peut être continue ou discrétisée. Une modification continue signifie que la propriété intrinsèque varie au sein de l’ensemble des éléments rayonnants de la transition. Une discrétisation de la transition se ramène à donner une valeur spécifique à chaque élément de la transition. Ces variations doivent permettre de contrôler de manière idoine la réflectivité de surface de chaque élément rayonnant.
[0053] Le procédé selon l’invention permet de diminuer les effets de diffraction pour une incidence, une polarisation et une fréquence déterminée. Bien que l’optimisation soit réalisée pour cette incidence, cette polarisation et cette fréquence déterminée, elle agit également pour des incidences, des fréquences et des polarisations différentes, parfois selon la même loi. Ainsi, le procédé est mis en œuvre pour une valeur typique ou moyenne de l’incidence, de la polarisation et de la fréquence et s’applique à une gamme plus large d’incidence, de polarisation et de fréquence.
[0054] Il est à noter que la réflectivité ne varie pas nécessairement selon ces trois paramètres. Par exemple, la réflectivité d’un plan métallique est égale à -1 quelles que soient la fréquence, la polarisation et l’incidence de Fonde.
[0055] Soit un ensemble continu ou discret d’éléments rayonnants reliant l’antenne et son milieu, le premier élément étant au contact de l’antenne et le dernier élément étant au contact du milieu. On note n le nombre d’éléments rayonnants et i le numéro d’ordre d’un élément rayonnant, i variant de 0 à n.
[0056] La réflectivité de ce premier élément est égale ou voisine de celle de l’antenne, la réflectivité du dernier élément rayonnant est égale ou voisine de celle du milieu. Le ou les paramètres de réflectivité des éléments rayonnants compris entre ce premier élément rayonnant et ce dernier élément rayonnant varient d’un élément rayonnant au suivant.
[0057] Dans une première étape du procédé selon l’invention, en fonction du choix du ou des paramètres physiques, un chemin accessible L dans le comportement entre les deux éléments rayonnants extrêmes est défini.
[0058] Si s représente le paramètre de variation, s variant entre deux valeurs que l’on note a et b, chaque élément rayonnant a la réflectivité L(s).
[0059] Celle-ci comporte une partie réelle x et une partie imaginaire y comme indiqué cidessous.
[0060] Wï
V = Jm(r(s)):
[0061] On définit le point de départ du chemin comme étant la réflectivité de l’antenne et le point d’arrivée celle du milieu. La définition de l’inverse fonctionne également. La définition de ce chemin donne la variation de la courbe paramétrée L(s).
[0062] La courbe de la figure 7 donne la représentation complexe du chemin accessible en fonction d’un seul paramètre physique. La partie réelle x est sur l’axe des abscisses et la partie imaginaire y sur l’axe des ordonnées. Elles sont comprises entre -1 et + 1.
[0063] La définition d’une norme est nécessaire si plusieurs paramètres sont choisis. Cette norme garantit la variation progressive des paramètres afin d’éviter des variations des paramètres importants sans pour autant le détecter sur la courbe L(s).
[0064] La courbe paramétrée L(s) est discrétisée selon un certain nombre d’éléments n de la transition, cette discrétisation peut être uniforme ou non-uniforme. Une discrétisation uniforme correspond à un même espacement entre chaque élément. Sur la figure 7, le point noté L(0) correspond à la réflectivité de l’antenne et le point noté L(n) correspond à la réflectivité du milieu pour le nième élément rayonnant. Dans le cas de la figure 7, cette réflectivité est égale à -1.
[0065] La longueur du chemin paramétré Lrn vaut :
100661 £rn = ClU(s) llrfs
[0067] s0 est la valeur initiale du paramètre physique ou de l’ensemble des paramètres quand plusieurs sont pris en compte. Il correspond à la valeur du paramètre du premier élément rayonnant, au plus proche de l’antenne.
[0068] sn est la valeur finale du paramètre physique ou de l’ensemble des paramètres quand plusieurs sont pris en compte. Il correspond à la valeur du paramètre du dernier élément rayonnant, au plus près du milieu.
[0069] v(s) est le vecteur dérivé de L(s). Ses coordonnées dans le plan complexe sont :
[0070] Dans une seconde étape du procédé selon l’invention, on optimise le masquage des phénomènes de diffraction. Il est nécessaire que la norme de la vitesse paramétrique notée || y (5 ) || soit faible au début et à la fin de la transition et importante au centre. Pour ce faire, elle suit des lois mathématiques qui permettent d’obtenir ce comportement. La vitesse paramétrique peut prendre différentes valeurs dans la transition.
[0071] La figure 8 présente un exemple de loi mathématique décrivant l’évolution de la longueur paramétrée Lren fonction de la position de l’élément rayonnant i. A titre indicatif, le nombre d’éléments rayonnants est de 12 sur les figures 8 et 9. La courbe de la figure 8 montre de faibles variations au début et à la fin de façon à obtenir de faibles vitesses paramétriques aux extrémités. La norme de la vitesse paramétrique est représentée de façon discrète sur la figure 9. Elle est exprimée également en fonction de l’élément rayonnant i.
[0072] Une fois la loi de Lr définie, l’étape suivante du procédé consiste à remonter aux valeurs du paramètre ou à l’ensemble des paramètres associés à chaque valeur de longueur de la courbe paramétrée.
[0073] Cette détermination peut se fait de différentes manières : analytiquement, s’il existe une formule de passage, au moyens d’abaques ou de valeurs tabulées.
[0074] Les figures 10 et 11 représentent cette étape de détermination des dimensions physiques associées à chaque élément de la transition.
[0075] La figure 10 représente la variation de la longueur du chemin Lrn en fonction de la valeur maximale du paramètre s. Cette figure est représentée dans un repère semilogarithmique, le paramètre s variant selon une loi logarithmique. Pour une valeur maximale de paramètre donnée, on en déduit donc la valeur du chemin correspondant.
[0076] La figure 11 représente, pour une valeur de paramètre maximale déterminée, la valeur de ce paramètre pour chaque élément rayonnant. Par exemple, sur la figure 11, la variation maximale de s vaut 2000 pour le premier élément, 500 pour le second, 200 pour le troisième et ainsi de suite pour les éléments suivants.
[0077] Une fois cette étape terminée on peut représenter la réflectivité de l’ensemble des éléments de la transition dans le plan complexe pour vérifier la bonne répartition des points sur le chemin accessible déterminé initialement.
[0078] A titre d’exemple non limitatif, le procédé est mis en œuvre dans le cas de l’intégration d’une antenne réseau constituée d’ouvertures de guides d’ondes dans un milieu métallique. La figure 12 représente en vue de dessus l’antenne A au niveau de sa séparation avec le milieu M. Les ouvertures des éléments rayonnants ER sont toutes identiques, de forme carrée et de côté a. Elles sont régulièrement disposées.
[0079] Dans la bande de fréquence d’intérêt, les guides d’ondes sont dits « sous la coupure », cela se traduit par une réflectivité totale des guides, sans pour autant avoir un déphasage de 180° comme le plan métallique parfait. Cela se traduit par une discontinuité électrique entre le réseau de guides et une plaque de métal entraînant des phénomènes de diffraction. La figure 13 représente la variation du coefficient de réflectivité entre l’antenne et son milieu dans le plan complexe. Sur la figure 13, le point noté E(0) correspond à la réflectivité de l’antenne et le point noté E(n) correspond à la réflectivité du milieu pour le nième élément rayonnant. Dans le cas de la figure 13, cette réflectivité est égale à -1.
[0080] Le procédé selon l’invention consiste à déterminer une zone de transition séparant l’antenne de son milieu de façon que les problèmes de réflectivité parasite soient très atténués.
[0081] Les éléments rayonnants de cette zone de transition sont de même nature que ceux de l’antenne mais de dimensions inférieures. Le paramètre retenu pour faire varier la réflectivité des éléments rayonnants est donc cette dimension. La figure 14 représente en vue de dessus l’antenne au niveau de sa séparation avec le milieu avec les éléments rayonnants ERT de la zone de transition. La dimension ai du premier élément de la zone de transition est donc inférieure à a0, dernier élément de l’antenne, la dimension a 2 du second élément de la zone de transition est donc inférieure à a0 et ainsi de suite pour les éléments suivants.
[0082] La figure 15 représente la variation du chemin représentatif des variations de réflectivité en fonction des éléments rayonnants successifs de la figure 14.
[0083] La figure 16 représente la variation du chemin représentatif des variations de réflectivité en fonction du paramètre de dépendance. Sur cette figure, le paramètre a varie entre 0 et 7 millimètres.
[0084] La figure 17 représente la valeur du paramètre de dépendance en fonction de l’élément rayonnant.
[0085] Les simulations des niveaux de signature électromagnétique avec ou sans ladite zone de transition telle que définie précédemment montre un gain d’environ 30 dB sur plusieurs octaves de fréquence, quel que soit la polarisation de l’onde. Ce gain est d’autant plus important que l’incidence se rapproche de l’incidence rasante.
[0086] Le procédé selon l’invention permet d’obtenir des atténuations substantielles des effets parasites au prix d’un surcroît de complexité réduit. Dans l’exemple de réalisation précédent, les éléments rayonnants de la zone de transition sont, en effet, de même nature que ceux de l’antenne et ne pose aucun problème de réalisation.
[0087] Dans l’exemple précédent, le paramètre variable est la taille des éléments rayonnants. Il existe cependant un grand nombre de façon de modifier le paramètre de réflectivité.
[0088] Ainsi, les éléments rayonnants étant métalliques, le paramètre peut être un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces métalliques différentes.
[0089] Le paramètre peut être un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces résistives différentes.
[0090] Le paramètre peut être une caractéristique physique d’un substrat ou d’un superstrat constituant les éléments rayonnants. Cette caractéristique physique peut être la permittivité relative ou la perméabilité dudit substrat ou dudit superstrat.
[0091] Les éléments rayonnants peuvent comporter une pluralité de feuillets de motifs métalliques ou résistifs, le paramètre étant la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants.
[0092] Enfin, les éléments rayonnants peuvent comporter des métamatériaux, le paramètre étant la quantité de métamatériaux présents dans les éléments rayonnants. Le terme métamatériau désigne un matériau composite artificiel qui présente des propriétés électromagnétiques différentes de celles des matériaux naturels. Ces métamatériaux sont composés de structures périodiques, diélectriques ou métalliques selon les propriétés recherchées.
Claims (1)
-
Revendications [Revendication 1] Procédé d’intégration d’une antenne réseaux (A) dans un milieu (M), ladite antenne comportant une pluralité d’éléments rayonnants (ERT) assurant la transition entre l’antenne et le milieu, la réflectivité de chaque élément rayonnant dépendant d’au moins un paramètre, la réflectivité d’un premier élément étant égal ou voisine du celle de l’antenne, la réflectivité d’un dernier élément rayonnant étant égale ou voisine de celle du milieu, le paramètre de réflectivité des éléments rayonnants compris entre ce premier élément rayonnant et ce dernier élément rayonnant variant d’un élément rayonnant au suivant, caractérisé en ce que le procédé comporte les étapes suivantes : - Etape 1 : Calcul d’un chemin égal à la somme des variations de la réflectivité d’un élément rayonnant à l’élément rayonnant suivant ; - Etape 2 : Optimisation de la variation du paramètre de réflectivité de façon que la surface équivalente radar de l’antenne soit la plus faible possible ou qu’au moins une des caractéristiques du rayonnement de l’antenne soit atteinte ; - Etape 3 : Détermination des différents éléments rayonnants en fonction dudit paramètre ; - Etape 4 : Simulation de la réflectivité globale et/ou du rayonnement de l’antenne. [Revendication 2] Procédé d’intégration d’une antenne selon la revendication 1, caractérisé en ce que la vitesse de variation du paramètre est minimale entre le premier élément et l’élément suivant, minimale entre le dernier élément et l’élément précédent et maximale entre les deux éléments les plus éloignés du premier élément et du dernier élément. [Revendication 3] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le coefficient de réflectivité est un nombre complexe comportant une partie réelle et une partie imaginaire et en ce que la variation de la réflectivité entre deux éléments rayonnants est égale au module des variations des parties réelles et imaginaires de la réflectivité desdits éléments rayonnants. [Revendication 4] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications précédentes, caractérisé en ce que, les éléments rayonnants étant organisés en réseau, le paramètre est le pas du réseau selon une direction de l’espace ou deux directions de l’espace. [Revendication 5] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les éléments rayonnants étant métalliques, le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces métalliques différentes. [Revendication 6] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces résistives différentes. [Revendication 7] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre est une caractéristique physique d’un substrat constituant les éléments rayonnants. [Revendication 8] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le paramètre est une caractéristique physique d’un superstrat constituant les éléments rayonnants. [Revendication 9] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la caractéristique physique est la permittivité relative dudit substrat ou dudit superstrat. [Revendication 10] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 7 ou 8, caractérisé en ce que la caractéristique physique est la perméabilité dudit substrat ou dudit superstrat. [Revendication 11] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, les éléments rayonnants comportant une pluralité de feuillets de motifs métalliques, le paramètre est la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants. [Revendication 12] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, les éléments rayonnants comportant une pluralité de feuillets de motifs résistifs, le paramètre est la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants. [Revendication 13] Procédé d’intégration d’une antenne selon l’une des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que, les éléments rayonnants comportant des métamatériaux, le paramètre est la quantité de métamatériaux présents dans les éléments rayonnants. [Revendication 14] Antenne réseaux destinée à être intégrée dans un milieu, ladite antenne comportant une pluralité d’éléments rayonnants assurant la transition entre l’antenne et le milieu, la réflectivité de chaque élément rayonnant dépendant d’au moins un paramètre, la réflectivité d’un premier élément étant égal ou voisine du celle de l’antenne, la réflectivité d’un dernier élément rayonnant étant égale ou voisine de celle du milieu, caractérisé en ce que le paramètre de réflectivité des éléments rayonnants compris entre ce premier élément rayonnant et ce dernier élément rayonnant varie d’un élément rayonnant au suivant, la vitesse de variation du paramètre étant minimale entre le premier élément et l’élément suivant, minimale entre le dernier élément et l’élément précédent et maximale entre les deux éléments les plus éloignés du premier élément et du dernier élément. [Revendication 15] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que le paramètre est le pas du réseau selon une direction de l’espace ou deux directions de l’espace. [Revendication 16] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments rayonnants étant métalliques, le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces métalliques différentes. [Revendication 17] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que le paramètre est un paramètre géométrique des éléments rayonnants de façon que les éléments rayonnants aient des surfaces résistives différentes. [Revendication 18] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que le paramètre est une caractéristique physique d’un substrat constituant les éléments rayonnants. [Revendication 19] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que le paramètre est une caractéristique physique d’un superstrat constituant les éléments rayonnants. [Revendication 20] Antenne réseaux selon l’une des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que la caractéristique physique est la permittivité dudit substrat ou dudit superstrat. [Revendication 21] Antenne réseaux selon l’une des revendications 18 ou 19, caractérisé en ce que la caractéristique physique est la perméabilité dudit substrat ou dudit superstrat. [Revendication 22] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments rayonnants comportant une pluralité de feuillets de motifs métalliques, le paramètre est la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants. [Revendication 23] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments rayonnants comportant une pluralité de feuillets de motifs résistifs, le paramètre est la quantité ou l’agencement desdits feuillets présents dans les éléments rayonnants. [Revendication 24] Antenne réseaux selon la revendication 14, caractérisé en ce que les éléments rayonnants comportant des métamatériaux, le paramètre est la quantité de métamatériaux présents dans les éléments rayonnants.
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