WO2009034125A1 - Antenne de type helice a brins rayonnants a motif sinusoïdal et procede de fabrication associe - Google Patents

Antenne de type helice a brins rayonnants a motif sinusoïdal et procede de fabrication associe Download PDF

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WO2009034125A1
WO2009034125A1 PCT/EP2008/062045 EP2008062045W WO2009034125A1 WO 2009034125 A1 WO2009034125 A1 WO 2009034125A1 EP 2008062045 W EP2008062045 W EP 2008062045W WO 2009034125 A1 WO2009034125 A1 WO 2009034125A1
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WO
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antenna
radiating
strands
antenna according
radiating strands
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PCT/EP2008/062045
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Lamyaa Hanane
Sami Hebib
Hervé AUBERT
Nelson Fonseca
Original Assignee
Centre National D'etudes Spatiales
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Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q11/00—Electrically-long antennas having dimensions more than twice the shortest operating wavelength and consisting of conductive active radiating elements
    • H01Q11/02—Non-resonant antennas, e.g. travelling-wave antenna
    • H01Q11/08—Helical antennas
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q1/00—Details of, or arrangements associated with, antennas
    • H01Q1/36—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith
    • H01Q1/38—Structural form of radiating elements, e.g. cone, spiral, umbrella; Particular materials used therewith formed by a conductive layer on an insulating support

Definitions

  • the present invention relates to helical type antennas.
  • it relates to printed quadrifilar helix type antennas.
  • Such antennas find particular application in L-band telemetry systems (operating frequency between 1 and 2 GHz, typically around 1.5 GHz) for stratospheric balloon payloads.
  • the printed helix antennas have the advantage of being simple and inexpensive to manufacture. They are particularly suitable for L-band circular polarization telemetry signals used in stratospheric balloon payloads. They also offer a good ellipticity rate and therefore a good circular polarization over a wide range of elevation angles.
  • EP 0320404 discloses a printed helix antenna and its manufacturing method. Such an antenna comprises four radiating strands in the form of metal strips obtained by removing material from the metallization on either side of the strips of a metallized zone of a printed circuit. The printed circuit is intended to be wound helically around a cylinder. These antennas although offering good performance are however cumbersome.
  • Compact helical antennas comprising meandering radiating strands have been proposed to reduce the size of antennas of this type.
  • payloads of stratospheric balloons require increasingly compact antennas while maintaining good performance.
  • the reduced-size antenna must maintain a radiation pattern, especially in main polarization, consistent with the intended application.
  • the aim of the invention is to reduce the size of the known type of helix antennas and / or to improve the compliance of the radiation pattern with the specifications of the application targeted by the antenna or at least to maintain performance equivalent to antennas. higher bulk.
  • the invention relates to a helical antenna comprising a plurality of radiating strands helically wound in a form of revolution.
  • y A 0 sin and A k correspond respectively at the frequency and the amplitude of the sinusoid of index k.
  • Such an antenna allows, depending on the pattern, to reduce by more than 30% the space requirement, in particular the height, while maintaining performance equivalent to that of the known type of propeller antennas. of larger dimensions, in particular in terms of performance in adaptation and performance in radiation pattern.
  • the antenna of the invention is of reduced size while respecting a very precise specification in terms of radiation pattern and polarization purity.
  • the use of reference patterns defined by at least one sinusoid for the radiating strands makes it possible to improve the conformity of the radiation pattern with the specifications of the application, for example by adjusting the gain level in the beam. axis when the main radiation mode of the antenna is radial.
  • the reference pattern is a superposition of a plurality of sinusoid and is in particular given by an analytic function defined in a coordinate system whose abscissa axis is the direction axis of the radiating strands.
  • the coefficients ⁇ ⁇ v and A k correspond respectively to the frequency and the amplitude of the sinusoid of index k.
  • the parameter v corresponds to the frequency of the fundamental sinusoid.
  • the radiating strands are obtained by repeating a reference pattern.
  • the simplest case corresponds to radiating strands defined by a single reference pattern.
  • the reference pattern can be composed of:
  • Each radiating strand comprises a number reference pattern integer, typically between 1 and 10.
  • the radiating strands are each constituted by a determined metallized zone, helically wound on the lateral surface of a sleeve, such that the director axis of each strand is distant from the axis of the next strand by a determined distance, defined according to any perpendicular to any guide line of the sleeve as the distance between two points, each defined by an intersection between the axis of a strand and a perpendicular to any guide line of the sleeve.
  • the distance between the axis of each strand is equal to the perimeter of the sleeve divided by the number of radiating strands.
  • the radiating strands are connected firstly in a short circuit at a first end to a conductive area and secondly at a second end to a supply circuit.
  • the antenna comprises a printed circuit on which are formed the metallized zones, the circuit being able to be wound around a sleeve forming a form of revolution.
  • Each radiating strand is obtained by removal of material from a metallized area of the printed circuit on either side of the patterns of the radiating strands.
  • the form of revolution is cylindrical or conical.
  • the radiating strands may be identical and advantageously four in number.
  • the antenna of the invention can, moreover, integrate into a telemetry system.
  • the invention relates to a method for manufacturing a helix-type antenna, comprising a step in which a plurality of radiating strands are formed in determined zones in order to be helically wound in a form of revolution. , characterized in that each radiating strand comprises at least one reference pattern defined by an analytic function defined in a reference frame whose abscissa axis is the direction axis of the radiating strands and
  • the manufacturing method further comprises the following steps in which: - a double-sided flexible printed circuit sheet is cut to the corresponding dimensions for a cylindrical sleeve of given dimensions; a first zone and a second zone intended to contain the radiating strands and a supply circuit are delimited on the printed circuit, respectively; removing the metallization at the first zone on a first face of the printed circuit, the metallization being maintained over the whole of the first zone to constitute the reference propagation plane; the second face of the printed circuit is formed, at the level of the first zone, by removing material from the metallization on either side of the determined zones, the radiating strands and the upper conductive zone and at the level of the second zone; , by removing material from the metallization zone conductive forming with the reference plane of propagation the ribbon line; the printed circuit board is wound on the reference plane of propagation plane or radiating strands on a sleeve.
  • FIG. 1 schematically illustrates in developed a helical antenna of known type
  • Figure 2 schematically illustrates a front view of a known type of helix antenna
  • FIG. 3 illustrates a reference pattern composed of a sinusoid
  • FIG. 4 illustrates a reference pattern composed of the superposition of two sinusoids whose frequency ratio is equal to ten
  • FIG. 5 illustrates a reference pattern composed of the superposition of two sinusoids whose frequency ratio is equal to three
  • FIG. 6 illustrates in development a helical type antenna comprising strands obtained with the reference pattern of FIG. 3
  • FIG. 1 schematically illustrates in developed a helical antenna of known type
  • Figure 2 schematically illustrates a front view of a known type of helix antenna
  • FIG. 3 illustrates a reference pattern composed of a sinusoid
  • FIG. 4 illustrates a reference pattern composed of the superposition of two sinusoids whose frequency ratio is equal to ten
  • FIG. 5 illustrates a reference pattern composed of the superposition of two
  • FIG. 7 illustrates in developing a helical type antenna comprising strands obtained with the reference pattern FIG. 4;
  • FIG. 8 illustrates in developing a helical type antenna comprising strands obtained with the reference pattern of FIG. 5;
  • Figure 9 illustrates helically wound radiating strands obtained with the reference pattern of Figure 3;
  • FIG. 10 illustrates helically wound the radiating strands obtained with the reference pattern of FIG. 4;
  • Figure 11 illustrates helically wound radiating strands obtained with the reference pattern of Figure 5;
  • Figures 12a, 12b, 12c and 12d illustrate steps of the method of manufacturing an antenna according to the present invention;
  • FIG. 13 illustrates the performance in adaptation of a reference antenna and antennas comprising radiating strands obtained with the reference patterns of FIGS. 3, 4 and 5;
  • Figures 14a, 14b and 14c illustrate simulated radiation patterns of the antennas shown in Figures 1, 6, 7 and 8.
  • Figure 1 shows a developed helical antenna and Figure 2 shows a front view of a helical antenna.
  • Such an antenna comprises two parts 1, 2.
  • Part 1 comprises a conductive zone 10 and four radiating strands 11, 12, 13 and 14.
  • the helical type antenna comprises four radiating strands 11, 12, 13, 14 helically wound in a form of revolution around a sleeve 15, for example.
  • the strands 11 -14 are connected on the one hand in short circuit at a first end 111, 121, 131, 141 strands to the conductive zone 10 and secondly in a second end 112, 122, 132, 142 of the strands to the feed circuit 20.
  • the radiating strands 11-14 of the antenna may be identical and are for example four in number.
  • the antenna is in this case quadrifilar.
  • the sleeve 15 on which the antenna is wound is shown in dashed lines in FIG. 1 to form the antenna as shown in FIG.
  • the radiating strands 11-14 are oriented so that a support axis AA ', BB', CC and DD 'of each strand forms an angle ⁇ with respect to any plane orthogonal to any direct line L of the sleeve 15.
  • This angle ⁇ corresponds to the helical winding angle of the radiating strands.
  • the radiating strands 11-14 are each constituted by a metallized zone.
  • the metallized zones of part 1 are symmetrical bands with respect to a guide axis AA ', BB', CC, DD 'of the strands.
  • the distance d between two successive strands is defined along any perpendicular to any line L of the sleeve 15 as the distance between two points, each defined as the intersection of the said perpendicular with an axis of the strands. For example, to obtain a symmetrical quadrifilar antenna, this distance d will be fixed at a quarter of the perimeter of the sleeve 15.
  • the substrate supporting the metal strips is helically wound on the lateral surface of the sleeve 15.
  • the two parts 1, 2 are formed on a printed circuit 100.
  • the radiating strands 11-14 are then metal strips obtained by removal of material on each side of the strips of a metallized zone, on the surface of the printed circuit 100.
  • the printed circuit 100 is intended to be wound around a sleeve 15 having a general shape of revolution, such as a cylinder or a cone, for example.
  • Part 2 of the antenna comprises a supply circuit 20 of the antenna.
  • the supply circuit 20 of the antenna is constituted by a transmission line of the meander-shaped ribbon line type, ensuring both the function of distribution of the supply and adaptation of the radiating strands 11-14 of the antenna.
  • the supply of the radiating elements is at equal amplitudes with a progression of phases in quadrature.
  • the reduction of the size of the helix type antennas as shown in FIGS. 1 and 2 is obtained by the use of patterns defined by at least one sinusoid.
  • the radiating strands are composed of at least one reference pattern defined by at least one sinusoid.
  • the coefficients ⁇ ⁇ v and A k correspond respectively to the frequency and the amplitude of the sinusoid of index k.
  • the parameter v corresponds to the frequency of the fundamental sinusoid.
  • the function defining a reference pattern can then be put in the form for O ⁇ x ⁇ T defined in a Cartesian coordinate system whose abscissa axis corresponds to the direction axis of the radiating strands AA ', BB', CC, DD '.
  • the choice of the pattern itself is guided by the radiation performance of the antenna.
  • amplitude of the sinusoids must not induce overlap between adjacent radiating strands.
  • a simple sizing rule is to take A 0 ⁇ , with ⁇ the helical winding angle.
  • FIG. 3 illustrates a sinusoidal reference pattern MR1 supporting the axis AA '.
  • the pattern is called “simple”, it is indeed a sine function over a period. From the superposition of at least two sinusoids the pattern is called "complex”.
  • FIG. 4 illustrates a reference pattern MR2 defined by a superposition of two sinusoids.
  • the reference pattern MR2 of this figure has an amplitude ratio equal to 0.4 and a frequency ratio equal to 10.
  • FIG. 5 illustrates a reference pattern MR3 defined as the MR2 pattern by a superposition of two sinusoids.
  • the reference pattern MR3 of this figure has an amplitude ratio equal to 1 and a frequency ratio equal to 3.
  • This amplitude is also chosen to avoid overlapping problems between adjacent strands.
  • a first case for which each radiating strand comprises a single reference pattern MR1, MR2 or MR3.
  • FIG. 6 illustrates in development a helical type antenna comprising four radiating strands each defined by the simple reference pattern MR1 of FIG. 3.
  • FIG. 7 illustrates in developing a helix-type antenna comprising four radiating strands each defined by ten repetitions of the simple reference pattern MR1 of FIG.
  • FIG. 8 illustrates in development a helical type antenna comprising four radiating strands defined by eight repetitions of the complex reference pattern MR2 of FIG. 3.
  • the use of radiating strands defined by at least one sinusoid reduces the size of the antennas, the largest reductions are obtained by the use of complex sinusoidal patterns. This is the case of the helix-type antennas illustrated in FIGS. 7 and 8.
  • the use of radiating strands defined by at least one sinusoid makes it possible to form the diagram without substantially reducing the height of the helix. .
  • the sinusoidal pattern makes it possible to improve the shape of the radiation pattern to make the antenna performance compatible with the intended application.
  • Such patterns for the radiating strands of the antenna allow to "fold" the strands optimally without degrading the performance of the antenna.
  • the length of the strands sets the frequency of operation of the antenna.
  • FIGS. 9, 10 and 11 The folding effect obtained is illustrated in FIGS. 9, 10 and 11.
  • FIGS. 1 and 2 illustrate the part 1 of a helical antenna comprising radiating strands wound helically. They are four-core antennas, called quadrifilars.
  • FIG. 9 illustrates an antenna with four radiating strands each having a pattern defined by the single sinusoidal pattern MR1. This antenna is the coiled representation of the developed version of the antenna of FIG. 6.
  • FIG. 10 illustrates an antenna with four radiating strands each having a pattern defined by the repetition of the complex sinusoidal pattern MR2. This antenna is the coiled representation of the developed version of the antenna of FIG. 7.
  • Figure 11 illustrates an antenna with four radiating strands each having a pattern defined by the repetition of the complex sinusoidal pattern MR3. This antenna is the coiled representation of the developed version of the antenna of FIG. 8.
  • the helical winding angle ⁇ sets the number of revolutions of the helix for a given radiating strand length and therefore has an impact on the type of radiation pattern, in particular the position of the main polarization directivity maxima.
  • the spacing d between a support axis of one strand and the next is related to the perimeter of the sleeve 15.
  • the spacing d is equal to the perimeter of the sleeve divided by the number of strands of the antenna. From one strand to another the spacing is identical which ensures a symmetrical radiation pattern.
  • the method comprises in particular a step during which a plurality of radiating strands are formed in defined zones, to be helically wound in a form of revolution.
  • each radiating strand is defined by at least one sinusoid.
  • the method further comprises the following steps.
  • Figures 12a, 12b, 12c and 12d illustrate the steps of the method.
  • a double-sided flexible printed circuit board 101, 102 is cut to the corresponding dimensions for a cylindrical sleeve 15 of given dimensions.
  • a first zone 1 and a second zone 2 intended to contain the radiating strands and a supply circuit 20, respectively, are delimited on the printed circuit 100.
  • the metallization is eliminated at the first zone on a first face 101 of the printed circuit 100, the metallization being maintained on the whole of the second zone 102 to constitute the reference propagation plane.
  • material is formed at the first zone 1 on the one hand from the metallization according to the determined zones, the radiating strands and the upper conductive zone, and on the second zone 2 on the other hand a conductive area forming with the reference plane of propagation the ribbon line.
  • the printed circuit board 100 is wound on reference propagation plane side or radiating strand sides on a sleeve 15.
  • antenna A In order to validate the antenna structure that has just been described, several prototypes have been simulated, antenna A, antenna B and antenna C.
  • the part 1 of the helix type antennas comprises radiating strands to the patterns presented above.
  • the radiating strands with one or more simple or complex pattern (es) were generated by a code answering specifically to this need.
  • This code allows in particular to set the parameters of the different sinusoids that we want to superimpose.
  • the outputs of the code are the coordinates of the points defining the radiating strands either flat for the production of the mask necessary for the manufacture of the printed circuit or on a cylindrical or conical shape as an input for a commercial electromagnetic simulation software.
  • the operating frequency is identical between the reference antenna and the antennas with radiating strands with sinusoidal pattern. For this purpose the length of the strands has been adjusted.
  • FIG. 6 antenna A
  • FIG. 7 antenna B
  • FIG. 8 antenna B
  • the input impedance of the antennas is 50 ⁇ .
  • the sleeve 15 is used for the realization of the reference antenna, antenna A and antenna B and antenna C.
  • the sleeve 15 in question has a diameter equal to 25 mm.
  • the distance between two consecutive strands corresponds to a quarter of the perimeter of the sleeve, if we neglect the thickness of the substrate supporting the printed strands. For the three antennas analyzed, this distance is therefore equal to 19.6 mm.
  • the table below summarizes the characteristics of the reference antenna and the antennas tested.
  • the three antennas (A, B and C) considered were sized to have the same resonance frequency as the reference antenna, namely 1.78 GHz.
  • Figure 13 illustrates the results obtained in adaptation.
  • the curves 131, 132, 133 and 134 illustrate the performance in adaptation for the antennas A, B, C and reference respectively.
  • the antenna A has an adaptation very similar to that of the reference antenna. Also, the antennas B and C have a larger bandwidth.
  • FIGS. 14a, 14b and 14c illustrate the diagrams obtained in simulation for antenna A, antenna B and antenna C. For each of these results, the diagrams of antennas A, B and C are compared. to the diagram of the reference antenna.
  • the curves 141 and 142 illustrate the radiation patterns of the antenna A or B or C in main polarization and crossed polarization respectively
  • the curves 143 and 144 illustrate the radiation patterns of the main polarization reference antenna and in cross polarization respectively
  • the curve 145 is a template representing the minimum required values in main polarization for a telemetry application for stratospheric balloons.

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Abstract

L'invention concerne une antenne de type hélice comprenant une pluralité de brins rayonnants enroulés en hélice selon une forme de révolution (15), caractérisée en ce que chaque brin rayonnant est composé d'au moins un motif de référence (MR1, MR2, MR3) défini par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants et est une fonction périodique d'équation (I) où (II) et Ak correspondent respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k.

Description

ANTENNE DE TYPE HELICE A BRINS RAYONNANTS A MOTIF SINUSOÏDAL ET PROCEDE DE FABRICATION ASSOCIE
DOMAINE TECHNIQUE GENERAL La présente invention est relative aux antennes de type hélice. En particulier, elle concerne les antennes de type hélice quadrifilaires imprimées. De telles antennes trouvent notamment application dans des systèmes de télémétrie en bande L (fréquence de fonctionnement comprise entre 1 et 2 GHz, typiquement autour de 1 ,5 GHz) pour des charges utiles de ballons stratosphériques.
ETAT DE LA TECHNIQUE
Les antennes de type hélice imprimées présentent l'avantage d'être de fabrication simple et peu onéreuse. Elles sont particulièrement adaptées aux signaux de télémétrie à polarisation circulaire en bande L, signaux utilisés dans les charges utiles de ballons stratosphériques. Elles offrent en outre un bon taux d'ellipticité et donc une bonne polarisation circulaire sur une large gamme d'angles d'élévations.
Le brevet EP 0320404 décrit une antenne imprimée de type hélice et son procédé de fabrication. Une telle antenne comprend quatre brins rayonnants en forme de bandes métalliques obtenus par enlèvement de matière de la métallisation de part et d'autre des bandes d'une zone métallisée d'un circuit imprimé. Le circuit imprimé est destiné à être enroulé en hélice autour d'un cylindre. Ces antennes bien qu'offrant de bonnes performances sont toutefois encombrantes.
Des antennes compactes de type hélice, comprenant des brins rayonnants en forme de méandre ont été proposées pour réduire la taille des antennes de ce type. L'article : Y. Letestu, A. Sharaiha, Ph. Besnier « A size reduced configuration of printed quadrifilar hélix antenna, » IEEE workshop on Antenna Technology: Small Antennas and Novel Metamaterials, 2005, pp. 326-328, Mars 2005, décrit de telles antennes.
Toutefois, bien qu'un gain de l'ordre de 35% sur l'encombrement ait été obtenu, les performances, notamment en polarisation croisée et en rayonnement arrière, sont dégradées montrant les limites de l'utilisation de tels motifs quant à la réduction de la taille des antennes de ce type.
En particulier, les charges utiles des ballons stratosphériques requièrent des antennes de plus en plus compactes tout en conservant de bonnes performances. L'antenne de taille réduite doit conserver un diagramme de rayonnement, notamment en polarisation principale, conforme à l'application visée.
PRESENTATION DE L'INVENTION
L'invention vise à réduire l'encombrement des antennes hélice de type connu et/ou à améliorer la conformité du diagramme de rayonnement aux spécifications de l'application visée par l'antenne ou au moins à conserver des performances équivalentes à des antennes d'encombrement plus élevé.
A cet effet, l'invention concerne selon un premier aspect une antenne de type hélice comprenant une pluralité de brins rayonnants enroulés en hélice selon une forme de révolution.
L'antenne de l'invention est caractérisée en ce que chaque brin rayonnant est composé d'au moins un motif de référence défini par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants et est une fonction périodique d'équation
y = A0 sin et Ak correspondent
Figure imgf000004_0001
respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k .
Une telle antenne permet, selon le motif, de réduire de plus de 30% l'encombrement, en particulier, la hauteur, tout en conservant des performances équivalentes à celles des antennes hélice de type connu d'encombrement plus important, en particulier en termes de performances en adaptation et de performances en diagramme de rayonnement.
Ainsi, l'antenne de l'invention est d'encombrement réduit tout en respectant un cahier des charges bien précis en termes de diagramme de rayonnement et de pureté de polarisation.
Selon le motif, une réduction significative de la taille de l'antenne n'est pas nécessairement obtenue. Dans ces cas en particulier, l'utilisation de motifs de référence définis par au moins une sinusoïde pour les brins rayonnants permet d'améliorer la conformité du diagramme de rayonnement aux spécifications de l'application, par exemple en ajustant le niveau de gain dans l'axe lorsque le mode de rayonnement principal de l'antenne est radial.
Le motif de référence est une superposition d'une pluralité de sinusoïde et est notamment donné par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants.
La fonction analytique, est périodique d'équation et est prise sur une de ses périodes de longueur r = l/v . Les coefficients σ^v et Ak correspondent respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k . La période T correspond en particulier à la période de la sinusoïde dite fondamentale, c'est-à-dire présentant la plus grande période. Par commodité, nous faisons correspondre cette sinusoïde à l'indice k = 0 et prenons comme convention σ0 = 1. Ainsi, le paramètre v correspond à la fréquence de la sinusoïde fondamentale. Dans le cas particulier où Ak = 0 pour k ≥ l , le motif de référence correspond à une simple sinusoïde.
Les brins rayonnants sont obtenus par répétition d'un motif de référence. Le cas le plus simple correspond à des brins rayonnants définis par un seul motif de référence. Le motif de référence peut-être composé :
• de deux sinusoïdes dont le rapport d'amplitudes est compris typiquement entre 0,2 et 2 et dont le rapport de fréquence est compris entre 1 et 10 ; - de trois sinusoïdes dont les amplitudes normalisées par rapport à celle de la sinusoïde fondamentale sont comprises entre 0,2 et 2 et dont les fréquences normalisées par rapport à celle de la sinusoïde fondamentale sont comprises entre 1 et 10. Chaque brin rayonnant comprend un nombre entier de motifs de référence, typiquement compris entre 1 et 10.
Les brins rayonnants sont chacun constitués par une zone métallisée déterminée, enroulée en hélice sur la surface latérale d'un manchon, tel que l'axe directeur de chaque brin est distant de l'axe du brin suivant d'une distance déterminée, définie selon toute perpendiculaire à toute ligne directrice du manchon comme la distance entre deux points, chacun défini par une intersection entre l'axe d'un brin et une perpendiculaire à toute ligne directrice du manchon.
La distance entre l'axe de chaque brin est égale au périmètre du manchon divisé par le nombre de brins rayonnants. Les brins rayonnants sont connectés d'une part en court circuit au niveau d'une première extrémité à une zone conductrice et d'autre part au niveau d'une deuxième extrémité à un circuit d'alimentation.
L'antenne comprend un circuit imprimé sur lequel sont formées les zones métallisées, le circuit étant apte à être enroulé autour d'un manchon formant forme de révolution.
Chaque brin rayonnant est obtenu par enlèvement de matière d'une zone métallisée du circuit imprimé de part et d'autre des motifs des brins rayonnants.
La forme de révolution est cylindrique ou conique. Les brins rayonnants peuvent être identiques et avantageusement au nombre de quatre. L'antenne de l'invention peut, par ailleurs, s'intégrer dans un système de télémétrie.
Selon un second aspect, l'invention concerne un procédé de fabrication d'une antenne de type hélice, comprenant une étape au cours de laquelle on forme selon des zones déterminées une pluralité de brins rayonnants destinés à être enroulés en hélice selon une forme de révolution, caractérisé en ce que chaque brin rayonnant comprend au moins un motif de référence défini par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants et
est une fonction périodique d'équation y = A0 sin — x Λ
Figure imgf000007_0001
1 où 2πσk — et Ak correspondent respectivement à la fréquence et à
l'amplitude de la sinusoïde d'indice k .
Le procédé de fabrication comprend en outre les étapes suivantes au cours desquelles : - on découpe une feuille de circuit imprimé souple double face aux dimensions correspondantes pour un manchon cylindrique de dimensions données ; on délimite sur le circuit imprimé une première zone et une deuxième zone destinée à contenir les brins rayonnants et un circuit d'alimentation, respectivement ; on supprime la métallisation au niveau de la première zone sur une première face du circuit imprimé, la métallisation étant maintenue sur la totalité de la première zone pour constituer le plan de propagation de référence ; - on forme sur la deuxième face du circuit imprimé, au niveau de la première zone, par enlèvement de matière de la métallisation de part et d'autre des zones déterminées, les brins rayonnants et la zone conductrice supérieure et au niveau de la deuxième zone, par enlèvement de matière de la métallisation une zone conductrice formant avec le plan de propagation de référence la ligne à ruban ; on enroule la feuille de circuit imprimé côté plan de propagation de référence ou côtés brins rayonnant sur un manchon.
PRESENTATION DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront encore de la description qui suit laquelle est purement illustrative et non limitative et doit être lue en regard des figures annexées sur lesquelles : - la figure 1 illustre de manière schématique en développé une antenne hélice de type connu ; la figure 2 illustre de manière schématique une vue de face d'une antenne hélice de type connu ; la figure 3 illustre un motif de référence composé d'une sinusoïde ; la figure 4 illustre un motif de référence composé de la superposition de deux sinusoïdes dont le rapport de fréquence est égal à dix ; la figure 5 illustre un motif de référence composé de la superposition de deux sinusoïdes dont le rapport de fréquence est égal à trois ; la figure 6 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant des brins obtenus avec le motif de référence de la figure 3 ; la figure 7 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant des brins obtenus avec le motif de référence la figure 4 ; la figure 8 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant des brins obtenus avec le motif de référence de la figure 5 ; la figure 9 illustre enroulés en hélice les brins rayonnants obtenus avec le motif de référence de la figure 3 ; - la figure 10 illustre enroulés en hélice les brins rayonnants obtenus avec le motif de référence de la figure 4 ; la figure 11 illustre enroulés en hélice les brins rayonnants obtenus avec le motif de référence de la figure 5 ; les figures 12a, 12b, 12c et 12d illustrent des étapes du procédé de fabrication d'une antenne conforme à la présente invention ; - la figure 13 illustre les performances en adaptation d'une antenne de référence et des antennes comprenant des brins rayonnants obtenus avec les motifs de référence des figures 3, 4 et 5 ; les figures 14a, 14b et 14c illustrent des diagrammes de rayonnement simulés des antennes présentées sur les figures 1 , 6, 7 et 8.
DESCRIPTION D'UN OU PLUSIEURS MODES DE REALISATION ET DE MISE EN OEUVRE Structure de l'antenne
La figure 1 représente en développé une antenne hélice et la figure 2 représente une vue de face d'une antenne hélice.
Une telle antenne comprend deux parties 1 , 2. La partie 1 comprend une zone conductrice 10 et quatre brins rayonnants 11 , 12, 13 et 14.
Sur la partie 1 , l'antenne de type hélice comprend quatre brins rayonnants 11 , 12, 13, 14 enroulés en hélice selon une forme de révolution autour d'un manchon 15, par exemple.
Sur cette partie, les brins 11 -14 sont connectés d'une part en court circuit au niveau d'une première extrémité 111 , 121 , 131 , 141 des brins à la zone conductrice 10 et d'autre part au niveau d'une seconde extrémité 112, 122, 132, 142 des brins au circuit d'alimentation 20.
Les brins rayonnants 11-14 de l'antenne peuvent être identiques et sont par exemple au nombre de quatre. L'antenne est dans ce cas quadrifilaire.
Le manchon 15 sur lequel l'antenne est enroulée est représenté en pointillé sur la figure 1 pour constituer l'antenne telle que représentée sur la figure 2. Les brins rayonnants 11-14 sont orientés de sorte qu'un axe support AA', BB', CC et DD' de chaque brin, forme un angle α par rapport à tout plan orthogonal à toute ligne L directrice du manchon 15.
Cet angle α correspond à l'angle d'enroulement en hélice des brins rayonnants.
Les brins rayonnants 11-14 sont chacun constitué par une zone métallisée.
Sur les figures 1 et 2, les zones métallisées de la partie 1 sont des bandes symétriques par rapport à un axe directeur AA', BB', CC, DD' des brins.
La distance d entre deux brins successifs est définie selon toute perpendiculaire à toute ligne L directrice du manchon 15 comme la distance entre deux points, chacun défini comme l'intersection de la dite perpendiculaire avec un axe des brins. Par exemple, pour obtenir une antenne quadrifilaire symétrique, cette distance d sera fixée à un quart du périmètre du manchon 15.
Le substrat supportant les bandes métalliques est enroulé en hélice sur la surface latérale du manchon 15.
Selon un mode de réalisation d'une telle antenne, les deux parties 1 , 2 sont formées sur un circuit imprimé 100.
Les brins rayonnants 11-14 sont alors des bandes métalliques obtenues par enlèvement de matière de chaque côté des bandes d'une zone métallisée, sur la surface du circuit imprimé 100.
Le circuit imprimé 100 est destiné à être enroulé autour d'un manchon 15 présentant une forme générale de révolution, tel qu'un cylindre ou un cône, par exemple.
La partie 2 de l'antenne comprend un circuit d'alimentation 20 de l'antenne.
Le circuit d'alimentation 20 de l'antenne est constitué par une ligne de transmission du type ligne à ruban en forme de méandre, assurant à la fois la fonction de répartition de l'alimentation et d'adaptation des brins rayonnants 11-14 de l'antenne. L'alimentation des éléments rayonnants se fait à amplitudes égales avec une progression de phases en quadrature.
La réduction de la taille des antennes de type hélice telles que représentées sur les figures 1 et 2 est obtenue en par l'utilisation de motifs définis par au moins une sinusoïde.
Motifs
Les brins rayonnants sont composés d'au moins un motif de référence défini par au moins une sinusoïde.
Le motif de référence est en particulier obtenu par la fonction analytique, périodique d'équation y(x) = ∑ Ak sin(2πσiv - x) prise sur une de k=0 ses périodes de longueur T = \jv . Les coefficients σ^v et Ak correspondent respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k . La période T correspond en particulier à la période de la sinusoïde dite fondamentale, c'est-à-dire présentant la plus grande période. Par commodité, nous faisons correspondre cette sinusoïde à l'indice k = 0 et prenons comme conventionσ0 = 1. Ainsi, le paramètre v correspond à la fréquence de la sinusoïde fondamentale.
La fonction définissant un motif de référence peut alors être mise sous la forme pour O ≤ x ≤ T définie
Figure imgf000011_0001
dans un repère cartésien dont l'axe des abscisses correspond à l'axe directeur des brins rayonnants AA', BB', CC, DD'.
En général, cette expression sera utilisée pour superposer 2, voire 3 sinusoïdes. Au-delà, des problèmes peuvent apparaître en particulier au niveau de la modélisation (nombre de points définissant la structure trop important) et/ou de la réalisation (variations rapides des lignes imprimées incompatibles des épaisseurs de lignes utilisées). Cela revient à imposer en règle générale Ak = 0 pour k ≥ 2 , voire k ≥ 3 , sans toutefois exclure des motifs particuliers nécessitant davantage de sinusoïdes. Le choix du motif à proprement parler est guidé par les performances en rayonnement de l'antenne.
Ce choix est néanmoins limité par certaines contraintes de réalisation. En particulier, l'amplitude des sinusoïdes ne doit pas induire de chevauchement entre brins rayonnants adjacents. Dans le cas d'un motif avec une seule sinusoïde, une règle simple de dimensionnement consiste à prendre A0 ≤ , avec α l'angle d'enroulement en hélice.
En ce qui concerne le nombre de répétitions de motifs, celui-ci sera contraint par l'épaisseur des lignes imprimées et les problèmes éventuels de couplage entre portions d'un même brin rayonnant.
La figure 3 illustre un motif de référence MR1 sinusoïdal de support l'axe AA'. Sur cette figure, le motif est dit « simple », il s'agit en effet d'une fonction sinus sur une période. A partir de la superposition d'au moins deux sinusoïdes le motif est dit « complexe ».
La figure 4 illustre un motif de référence MR2 défini par une superposition de deux sinusoïdes. Le motif de référence MR2 de cette figure présente un rapport d'amplitude égal à 0,4 et un rapport de fréquence égal à 10.
La figure 5 illustre un motif de référence MR3 défini comme le motif MR2 par une superposition de deux sinusoïdes. Le motif de référence MR3 de cette figure présente un rapport d'amplitude égal à 1 et un rapport de fréquence égal à 3. Dans le cas de motifs complexes et en particulier pour les motifs définis par la superposition d'au moins deux sinusoïdes on choisira un rapport d'amplitude compris typiquement entre 0,2 et 2 et un rapport de fréquence compris entre 1 et 10. En dehors de ces limites, les motifs obtenus peuvent induire des problèmes de réalisation liés à des variations trop fortes ou trop faibles par rapport à la nature de la ligne utilisée. On note que l'amplitude des oscillations des différents motifs est réglée de sorte à ce qu'elle soit compatible avec l'épaisseur des brins rayonnants de l'antenne.
Cette amplitude est également choisie afin d'éviter les problèmes de chevauchement entre brins adjacents.
Pour ce qui est de l'application des motifs ci-dessus présentés deux cas sont possibles.
Un premier cas pour lequel chaque brin rayonnant comprend un seul motif de référence MR1 , MR2 ou MR3. Un second cas pour lequel chaque brin rayonnant comprend une répétition du motif de référence MR1 , MR2 ou MR3.
La figure 6 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant quatre brins rayonnants chacun défini par le motif de référence simple MR1 de la figure 3. La figure 7 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant quatre brins rayonnants chacun défini par dix répétitions du motif de référence simple MR1 de la figure 3.
La figure 8 illustre en développé une antenne de type hélice comprenant quatre brins rayonnants définis par huit répétitions du motif de référence complexe MR2 de la figure 3.
L'utilisation de brins rayonnants définis par au moins une sinusoïde permet de réduire la taille des antennes, les plus fortes réductions sont obtenues par l'utilisation de motifs sinusoïdaux complexes. C'est le cas des antennes de type hélice illustrées en développé sur les figures 7 et 8. Dans certains cas, l'utilisation de brins rayonnants définis par au moins une sinusoïde permet de former le diagramme sans réduire sensiblement la hauteur de l'hélice. C'est le cas de l'antenne de type hélice illustrée en développé sur la figure 6. Dans ce cas particulier, le motif sinusoïdal permet d'améliorer la forme du diagramme de rayonnement pour rendre les performances de l'antenne compatible de l'application visée. De tels motifs pour les brins rayonnants de l'antenne permettent de « replier » les brins de manière optimale sans dégrader les performances de l'antenne.
Pour les antennes de type hélice quadrifilaire, la longueur des brins fixe la fréquence de fonctionnement de l'antenne.
L'utilisation de motifs sinusoïdaux permet de réduire la longueur effective des brins tout en conservant une longueur « dépliée » comparable à celle d'une antenne sans motifs (brins en forme de bandes métalliques comme illustré en développé sur la figure 1 ). La fréquence de fonctionnement des différentes antennes est donc inchangée.
L'effet de repliement obtenu est illustré par les figures 9, 10 et 11.
Ces figures illustrent la partie 1 d'une antenne hélice comprenant les brins rayonnants enroulés en hélice. Ce sont des antennes à quatre brins, dites quadrifilaires.
La figure 9 illustre une antenne à quatre brins rayonnants chacun présentant un motif défini par le motif sinusoïdal simple MR1. Cette antenne est la représentation enroulée de la version développée de l'antenne de la figure 6. La figure 10 illustre une antenne à quatre brins rayonnants chacun présentant un motif défini par la répétition du motif sinusoïdal complexe MR2. Cette antenne est la représentation enroulée de la version développée de l'antenne de la figure 7.
La figure 11 illustre une antenne à quatre brins rayonnants chacun présentant un motif défini par la répétition du motif sinusoïdal complexe MR3. Cette antenne est la représentation enroulée de la version développée de l'antenne de la figure 8.
On constate sur ces figures une réduction de la hauteur de l'antenne.
Cette réduction peut atteindre jusqu'à près de 40%. En contrepartie, le gain maximum de l'antenne en rayonnement est généralement réduit. Les lobes principaux du diagramme de rayonnement ont une ouverture angulaire plus importante. Selon les cas, une remontée plus ou moins impoπanie αe la polarisation croisée est constatée. Mais le niveau en absolu reste inférieur à
-8 dBi dans le pire des cas, ce qui reste acceptable pour bon nombre d'applications. Certaines configurations présentent même une amélioration de la polarisation croisée ainsi que du rayonnement arrière.
L'angle d'enroulement en hélice α fixe le nombre de tours de l'hélice pour une longueur de brin rayonnant donnée et a donc un impact sur le type de diagramme de rayonnement, en particulier la position des maxima de directivité en polarisation principale. Plus le nombre de tours est élevé, plus les lobes principaux s'éloignent de la direction définie par l'axe de l'hélice.
L'espacement d entre un axe support d'un brin et le suivant est lié au périmètre du manchon 15. En particulier, l'espacement d est égal au périmètre du manchon divisé par le nombre de brins de l'antenne. D'un brin à l'autre l'espacement est identique ce qui permet d'assurer un diagramme de rayonnement symétrique. Procédé de réalisation
Afin de réaliser une telle antenne, un procédé simple et peu onéreux est mis en œuvre. Un tel procédé est décrit dans le brevet EP 0320404. Le procédé comprend notamment une étape au cours de laquelle on forme selon des zones déterminées, une pluralité de brins rayonnants destinés à être enroulés en hélice selon une forme de révolution.
En outre, chaque brin rayonnant est défini par au moins une sinusoïde. Le procédé comprend par ailleurs les étapes suivantes.
Les figures 12a, 12b, 12c et 12d illustrent les étapes du procédé. On découpe une feuille de circuit imprimé 100 souple double face 101 , 102 aux dimensions correspondantes pour un manchon cylindrique 15 de dimensions données. On délimite sur le circuit imprimé 100 une première zone 1 et une deuxième zone 2 destinées à contenir les brins rayonnants et un circuit d'alimentation 20, respectivement. On supprime la métallisation au niveau de la première zone sur une première face 101 du circuit imprimé 100, la métallisation étant maintenue sur la totalité de la deuxième zone 102 pour constituer le plan de propagation de référence. On forme sur la deuxième face 102 du circuit imprimé 100, par enlèvement de matière au niveau de la première zone 1 d'une part de la métallisation selon les zones déterminées les brins rayonnants et la zone conductrice 10 supérieure et au niveau de la deuxième zone 2 d'autre part une zone conductrice formant avec le plan de propagation de référence la ligne à ruban.
On enroule la feuille de circuit imprimé 100 côté plan de propagation de référence ou côtés brins rayonnant sur un manchon 15.
Prototypes
Afin de valider la structure d'antenne qui vient d'être décrite, plusieurs prototypes ont été simulés, antenne A, antenne B et antenne C.
Leurs performances en adaptation et en rayonnement ont été en particulier simulées et comparées à celles d'une antenne hélice quadrifilaire de référence.
En particulier, la partie 1 des antennes de type hélice comprend des brins rayonnants aux motifs présentés précédemment.
Ces brins sont connectés au circuit d'alimentation de la partie 2.
Les brins rayonnants à un ou plusieurs motif(s) simple(s) ou complexe(s) ont été générés par un code répondant spécifiquement à ce besoin. Ce code permet en particulier de fixer les paramètres des différentes sinusoïdes que l'on veut superposer.
Les sorties du code sont les coordonnées des points définissant les brins rayonnants soit à plat pour la réalisation du masque nécessaire à la fabrication du circuit imprimé soit sur une forme cylindrique ou conique comme entrée pour un logiciel commercial de simulation électromagnétique. Afin de comparer les performances, la fréquence de fonctionnement est identique entre l'antenne de référence et les antennes présentant des brins rayonnants à motif sinusoïdal. A cet effet la longueur des brins a été ajustée.
Les modélisations ayant été réalisées avec des modèles filaires simplifiés, la largeur de la ligne imprimée a été prise en compte via le rayon du fil définissant l'hélice.
Un même rayon a été employé pour toutes les hélices présentées. Ce paramètre pourrait éventuellement être ajusté pour améliorer le niveau d'adaptation des hélices.
Les antennes illustrées par la figure 6 (antenne A), la figure 7 (antenne B) et la figure 8 (antenne C) sont comparées à une antenne de référence telle que représentée sur les figures 1 et 2, pour une fréquence de fonctionnement égale à 1 ,78 GHz. L'impédance d'entrée des antennes est de 50 Ω.
Notons qu'un même manchon 15 est utilisé pour la réalisation de l'antenne de référence, de l'antenne A et de l'antenne B et de l'antenne C. Le manchon 15 en question a un diamètre égal à 25 mm. La distance entre deux brins consécutifs correspond au quart du périmètre du manchon, si l'on néglige l'épaisseur du substrat supportant les brins imprimés. Pour les trois antennes analysées, cette distance est donc égale à 19,6 mm. Le tableau ci-dessous récapitule les caractéristiques de l'antenne de référence et des antennes testées.
Figure imgf000017_0001
Performances en adaptation
Comme déjà mentionné, les trois antennes (A, B et C) considérées ont été dimensionnées pour avoir la même fréquence de résonance que l'antenne de référence, à savoir 1 ,78 GHz.
La figure 13 illustre les résultats obtenus en adaptation. Sur cette figure les courbes 131 , 132, 133 et 134 illustrent les performances en adaptation pour les antennes A, B, C et de référence respectivement.
Il est important de noter que les résultats présentés ont tous été obtenus dans les mêmes conditions, en particulier pour ce qui est du rayon des éléments rayonnants. En effet, ce paramètre, qui permet d'ajuster l'impédance d'entrée des brins, peut être optimisé afin d'améliorer les niveaux d'adaptation présentés. Notons que seule la résonance naturelle des hélices, liée à la longueur des brins rayonnants au premier ordre, a été ajustée et est fixée à 1 ,78 GHz.
On remarque que l'antenne A présente une adaptation très similaire à celle de l'antenne de référence. Egalement, les antennes B et C présentent une largeur de bande plus importante.
Performances en rayonnement Les figures 14a, 14b et 14c illustrent les diagrammes obtenus en simulation pour respectivement l'antenne A, l'antenne B et l'antenne C. Pour chacun de ces résultats, les diagrammes des antennes A, B et C sont comparés au diagramme de l'antenne de référence. Sur ces figures, les courbes 141 et 142 illustrent les diagrammes de rayonnement l'antenne A ou B ou C en polarisation principale et polarisation croisée respectivement, les courbes 143 et 144 illustrent les diagrammes de rayonnement de l'antenne de référence en polarisation principale et en polarisation croisée respectivement et la courbe 145 est un gabarit représentant les valeurs minimales requises en polarisation principale pour une application de télémesure pour ballons stratosphériques.
On note que ces diagrammes permettent d'évaluer l'impact des motifs sur le fonctionnement de l'antenne. Pour l'antenne A, le motif ne permet quasiment pas de réduire la hauteur de l'antenne, par contre il permet d'adapter le diagramme de rayonnement à l'application visée. Ainsi, pour une application de télémesure sur ballons stratosphériques, application pour laquelle l'antenne de référence a été conçue, il est possible de réduire les non-conformités du diagramme en polarisation principale. En contrepartie, on constate tout de même une remontée de la polarisation croisée. Les antennes B et C permettent quant à elles de réduire sensiblement la hauteur axiale de l'hélice. Par contre, le diagramme rayonnement est modifié. En particulier, on note un élargissement des lobes principaux qui s'accompagne d'une baisse de la directivité maximale. Les diagrammes obtenus restent néanmoins compatibles de l'application visée, ce qui sous-entend qu'il est possible de remplir la même mission avec une antenne jusqu'à 40% plus petite que l'antenne hélice standard. Dans le cas de l'antenne B, on constate également une amélioration de la polarisation croisée, ainsi qu'une réduction significative du rayonnement arrière. Ce dernier phénomène est également constaté sur l'antenne C, mais la réduction est moins importante. Une telle réduction du rayonnement arrière peut être bénéfique pour le fonctionnement global de l'antenne dans un environnement donné puisque cela permet de réduire les interactions et/ou perturbations induites par le support (dans le cas des applications sur ballons stratosphériques, cela permettrait de réduire les interactions avec la nacelle, responsables d'oscillations plus ou moins prononcées sur le rayonnement en polarisation principale).

Claims

REVENDICATIONS
1. Antenne de type hélice comprenant une pluralité de brins rayonnants enroulés en hélice selon une forme de révolution (15), caractérisée en ce que chaque brin rayonnant est composé d'au moins un motif de référence (MR1 , MR2, MR3) défini par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants et est une fonction périodique d'équation
y = A0 sin et Ak correspondent
Figure imgf000020_0001
respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k .
2. Antenne selon la revendication 1 , caractérisée en ce que la fonction analytique est prise sur une longueur égale à la plus grande période parmi les périodes des sinusoïdes considérées pour obtenir le motif de référence (MR1 , MR2, MR3).
3. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le motif de référence (MR2, MR3) est composé de deux sinusoïdes dont le rapport d'amplitudes est compris typiquement entre 0,2 et 2 et dont le rapport de fréquence est compris entre 1 et 10.
4. Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le motif de référence est composé de trois sinusoïdes dont les amplitudes normalisées par rapport à celle de la sinusoïde ayant la plus grande période sont comprises entre 0,2 et 2 et dont les fréquences normalisées par rapport à celle de la sinusoïde ayant la plus grande période sont comprises entre 1 et 10.
5. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque brin rayonnant comprend un nombre entier de motifs de référence (MR1 , MR2, MR3), typiquement compris entre 1 et 10.
6. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les brins rayonnants sont chacun constitués par une zone métallisée déterminée, enroulée en hélice sur la surface latérale d'un manchon (15), tel que l'axe directeur (AA', BB', CC, DD') de chaque brin est distant de l'axe du brin suivant d'une distance (d) déterminée, définie selon toute perpendiculaire à toute ligne directrice (L) du manchon (15) comme la distance entre deux points, chacun défini par une intersection entre l'axe d'un brin et une perpendiculaire à toute ligne directrice (L) du manchon (15).
7. Antenne selon la revendication précédente, caractérisée en ce que la distance (d) entre l'axe de chaque brin est égale au périmètre du manchon divisé par le nombre de brins rayonnants.
8. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les brins rayonnants sont connectés d'une part en court circuit au niveau d'une première extrémité à une zone conductrice (10) et d'autre part au niveau d'une deuxième extrémité à un circuit d'alimentation (20).
9. Antenne selon la revendication précédente, caractérisée en ce qu'elle comprend un circuit imprimé (100) sur lequel sont formées les zones métallisées, le circuit étant apte à être enroulé autour d'un manchon (15) formant forme de révolution.
10. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que chaque brin rayonnant est obtenu par enlèvement de matière d'une zone métallisée du circuit imprimé (100) de part et d'autre des motifs des brins rayonnants.
11. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que la forme de révolution (15) est cylindrique ou conique.
12. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les brins rayonnants sont identiques.
13. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que l'antenne comprend quatre brins rayonnants.
14. Système de télémétrie comprenant une antenne selon l'une des revendications précédentes.
15. Procédé de fabrication d'une antenne de type hélice, comprenant une étape au cours de laquelle on forme selon des zones déterminées une pluralité de brins rayonnants destinés à être enroulés en hélice selon une forme de révolution (15), caractérisé en ce que chaque brin rayonnant comprend au moins un motif de référence (MR1 , MR2, MR3) défini par une fonction analytique définie dans un repère dont l'axe des abscisses est l'axe directeur des brins rayonnants et est une fonction périodique d'équation
y = A0 sin et Ak correspondent
Figure imgf000022_0001
respectivement à la fréquence et à l'amplitude de la sinusoïde d'indice k .
16. Procédé selon la revendication 15, comprenant en outre les étapes suivantes : on découpe une feuille de circuit imprimé (100) souple double face (101 , 102) aux dimensions correspondantes pour un manchon cylindrique (15) de dimensions données ; - on délimite sur le circuit imprimé (100) une première zone
(1 ) et une deuxième zone (2) destinée à contenir les brins rayonnants et un circuit d'alimentation (20), respectivement ; on supprime la métallisation au niveau de la première zone (1 ) sur une première face (101 ) du circuit imprimé (100), la métallisation étant maintenue sur la totalité de la première zone (1 ) pour constituer le plan de propagation de référence ; on forme sur la deuxième face (102) du circuit imprimé (100), au niveau de la première zone (1 ), par enlèvement de matière de la métallisation de part et d'autre des zones déterminées, les brins rayonnants et la zone conductrice supérieure et au niveau de la deuxième zone (102), par enlèvement de matière de la métallisation une zone conductrice formant avec le plan de propagation de référence la ligne à ruban ; on enroule la feuille de circuit imprimé (100) côté plan de propagation de référence ou côtés brins rayonnant sur un manchon (15).
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2916581B1 (fr) * 2007-05-21 2009-08-28 Cnes Epic Antenne de type helice.
FR2988524B1 (fr) * 2012-03-21 2014-03-28 Centre Nat Rech Scient Antenne helice compacte a profil sinusoidal modulant un motif fractal
KR20220017399A (ko) * 2019-06-13 2022-02-11 에이브이엑스 안테나 인코포레이티드 튜브 구조 주위에 감긴 가요성 기판에 헬리컬 안테나가 배치된 안테나 어셈블리
CN110611162B (zh) * 2019-09-18 2020-09-25 西安矩阵无线科技有限公司 一种星载小型化双频四臂螺旋天线
CN116073116B (zh) * 2023-03-06 2023-06-27 西安热工研究院有限公司 一种基于指数螺距的正弦折叠螺旋天线

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0320404A1 (fr) * 1987-12-10 1989-06-14 Centre National D'etudes Spatiales Antenne de type hélice et son procédé de réalisation
EP0920073A1 (fr) * 1997-11-27 1999-06-02 Nokia Mobile Phones Ltd. Antenne hélicoidale multifilaire
EP1150382A1 (fr) * 1999-09-29 2001-10-31 Nippon Antena Kabushiki Kaisha Antenne en helice

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB9417450D0 (en) * 1994-08-25 1994-10-19 Symmetricom Inc An antenna
GB0204014D0 (en) * 2002-02-20 2002-04-03 Univ Surrey Improvements relating to multifilar helix antennas

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0320404A1 (fr) * 1987-12-10 1989-06-14 Centre National D'etudes Spatiales Antenne de type hélice et son procédé de réalisation
EP0920073A1 (fr) * 1997-11-27 1999-06-02 Nokia Mobile Phones Ltd. Antenne hélicoidale multifilaire
EP1150382A1 (fr) * 1999-09-29 2001-10-31 Nippon Antena Kabushiki Kaisha Antenne en helice

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
LETESTU Y ET AL: "A size reduced configurations of printed quadrifilar helix antenna", ANTENNA TECHNOLOGY: SMALL ANTENNAS AND NOVEL METAMATERIALS, 2005. IWAT 2005. IEEE INTERNATIONAL WORKSHOP ON SINGAPORE MARCH 7-9, 2005, PISCATAWAY, NJ, USA,IEEE, 7 March 2005 (2005-03-07), pages 326 - 328, XP010813142, ISBN: 0-7803-8842-9 *

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