WO2023078736A1 - Plateforme satellite et procédé de reconfiguration du faisceau électromagnétique d'une telle plateforme satellite - Google Patents

Plateforme satellite et procédé de reconfiguration du faisceau électromagnétique d'une telle plateforme satellite Download PDF

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WO2023078736A1
WO2023078736A1 PCT/EP2022/079794 EP2022079794W WO2023078736A1 WO 2023078736 A1 WO2023078736 A1 WO 2023078736A1 EP 2022079794 W EP2022079794 W EP 2022079794W WO 2023078736 A1 WO2023078736 A1 WO 2023078736A1
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antenna
strand
strands
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PCT/EP2022/079794
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Inventor
Hervé Legay
Ségolène TUBAU
Original Assignee
Thales
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    • H01Q21/24—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction
    • H01Q21/245—Combinations of antenna units polarised in different directions for transmitting or receiving circularly and elliptically polarised waves or waves linearly polarised in any direction provided with means for varying the polarisation 
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    • H01Q9/16—Resonant antennas with feed intermediate between the extremities of the antenna, e.g. centre-fed dipole
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    • H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
    • H01Q3/26—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the relative phase or relative amplitude of energisation between two or more active radiating elements; varying the distribution of energy across a radiating aperture

Definitions

  • the invention lies in the field of antennas arranged on satellites, for HF, VHF, UHF radiocommunications: the antennas usually used are dipole or monopole antennas, each dimension of the size of the satellite being smaller than the wave length.
  • a dipole antenna consists of the combination of two metal strands. It is powered in its middle and intended to transmit or receive electromagnetic energy.
  • the strands are usually aligned along the same axis, which defines the linear polarization of the transmitted or received wave.
  • a dipole antenna is usually used when the length of each of its two strands corresponds to a quarter wavelength. The resonance of the mode which is established there makes it possible to simply adapt the antenna to the traditional transmission lines.
  • the intensity of the field produced is maximum in the plane orthogonal to the dipole.
  • the two pairs of strands are excited in their center with two electromagnetic signals, making it possible to radiate two independent signals in the two orthogonal linear polarizations.
  • the maximum radiation directions corresponding to each dipole will however be located in orthogonal planes.
  • the plane where the field radiated by a dipole is maximum corresponds to a zero intensity field for the dipole arranged orthogonally with respect to the first.
  • Such dipole antennas have already been fitted to nanosatellites.
  • a nano satellite or a mini satellite has dimensions comparable to a fraction of a wavelength: it interferes significantly with a dipole antenna, which significantly affects its own radiation.
  • the first approaches followed in the scientific community favored a symmetrical positioning of the dipole with respect to the nano satellite in order to avoid the excitation of parasitic resonances on the body of the satellite, and to reduce its diffraction or even a remote positioning of the body of the satellite. satellite.
  • layout constraints which are added to all the other specifications (diversity of direction of radiation, diversity of polarization).
  • beam formation is applied in a known manner to identical radiating elements, the individual radiation of which covers the entire specified angular sector. Beamforming then makes it possible to increase the gain of the antenna, and to produce a more directional beam, which can be oriented in a more specific direction within this angular sector, using a beamformer which distributes to the different elements the same signal assigned a phase weighting.
  • This approach could not be applied in the application cases of the dipole or monopole type of the prior art described above, because due to the constraints of installing the antennas to reduce diffraction, it is not possible to produce several radiating elements having the same radiation pattern.
  • the present invention describes a satellite platform comprising:
  • the second idea then consists in having, on the contrary, radiating elements which have complementary radiation diagrams, making it possible to cover by adds the entire specified angular region, ideally for each of the principal polarization components.
  • said satellite platform will include one and/or other of the following characteristics:
  • the strands are attached to the periphery of the first or second wall in the plane from which they extend, said strands further extending outwards from said wall;
  • the strands are made using tape measure technology
  • the present invention describes a method for implementing an electromagnetic beam of a satellite platform comprising:
  • said satellite platform will include one and/or other of the following characteristics:
  • the strands are attached to the periphery of the first or second wall in the plane from which they extend, said strands further extending outwards from said wall;
  • Figure 1 is an illustration of the radiation of a dipole antenna, as known from the prior art
  • Figure 2 is a representation of a satellite platform in one embodiment of the invention.
  • Figure 3 is a schematic representation of beamforming in one embodiment of the invention.
  • Figure 4 illustrates the connection between the strands and the satellite in one embodiment of the invention
  • Figure 5 is a representation of unit radiation patterns in polarization for each of 6 antennas in one embodiment of the invention.
  • FIG. 6 is a representation of the unitary radiation patterns in polarization E e for each of 6 antennas in one embodiment of the invention
  • FIG. 7 is a representation of a radiation pattern in E ⁇ p polarization obtained by forming beams in one embodiment of the invention
  • FIG. 8 is a representation of a radiation diagram in E e polarization obtained by forming beams in one embodiment of the invention.
  • FIG. 2 schematically represents a satellite platform 10 in one embodiment of the invention, in orbital trajectory at a distance d from the earth T 20, d between 500 and 1000 km.
  • the satellite platform 10 comprises a satellite 13 delimited by its metal satellite envelope 11, describing here substantially a parallelepiped (generally, of dimensions at least 12 or
  • the satellite platform 10 further includes solar panels 16 deployed around the satellite casing 11 .
  • the metal casing 11 comprises a wall 12, arranged facing the earth 25, a wall 14 facing the wall 12, in the direction opposite to the earth 25 and four side walls 15 extending from one to the other of the walls 12, 14 and thus closing the casing 11.
  • the wall 12 will be referred to below as the earth facing wall and the wall 14 as the anti-earth facing wall.
  • the satellite platform 10 comprises an antenna system 17 comprising N antennas A1, A2, ..., AN, with N greater than or equal to 2.
  • the antenna system 17 comprises N antennas A1, A2, ..., AN, with N greater than or equal to 2.
  • the 17 operates in HF, VHF or UHF frequency bands, the length of which wave is between 0.5 and 5 meters.
  • the dimensions of the satellite 13 are of the order of several tenths of a wavelength; the width D1, the length D2, the height D3 are each less than the wavelength, for example between a wavelength and a wavelength.
  • the antenna system 17 is in the VHF band, operating at 150 MHz, corresponding to a wavelength of 2 meters, and is fixed to the envelope 11 of the satellite 13, of dimensions D1 ⁇ D2 ⁇ D3 equal to 20 cm ⁇ 20 cm ⁇ 40 cm (the satellite 13 in other embodiments is a mini-satellite, the dimensions of which are comparable to the wavelength).
  • the length of each metal strand is a quarter wavelength. Such a length allows the establishment of a quarter-wave mode on the metal strand, which facilitates the adaptation of the antenna (it will be noted that it is also possible to have a length corresponding to a half-wave; a higher mode would be established on the antenna, which would also allow its adaptation, with radiation from each different radiating element).
  • each antenna Ai comprises a metal strand, (the strand n°i) and the metal casing 11 of the satellite 13.
  • Each antenna Ai is powered by an electrical connector adapted to inject a useful electrical signal to the strand i at one end of the latter and for the also inject into the satellite envelope 11. Electric currents are established on the walls of the satellite. A global resonance can then be established on the metal strand - satellite assembly.
  • each strand extends in the plane of the wall 12 facing the earth or in that of the wall 14 facing the anti-earth.
  • the direction of the strands (defined by the vector starting from the end of the strand connected to the electrical connector towards the other end) is distributed spatially, so as to obtain complementary maximum radiation directions (also called preferential directions of complementary radiation).
  • the strand power connectors are located on the periphery of the earth facing wall 12 (or anti-earth facing wall 14), the strands then extending mainly outside the wall. This makes it possible to establish primarily vertical currents (along the Oz axis) on the side walls 15 of the satellite.
  • N 6 and the 6 strands, referenced 1, 2, 3, 4, 5, 6 anchored to the periphery of the wall 12 extend mainly outside the wall 12, in the plane of the wall 12 facing the earth, corresponding here to the small side of the satellite. Any two adjacent strands are spaced apart by +2TT/N (here TT/3).
  • the strands, all positioned in the plane of the earth facing wall 12 or all positioned in the plane of the anti-earth facing wall 14 are spaced angularly by 90 °.
  • N is the total number of antennas on the platform, each comprising said satellite casing and a respective metal strand extending in the plane of the first or second wall.
  • these metal strands are made with tape measure technology.
  • Tape measures are flexible tapes having an arcuate cross-section, the radius of curvature of which is convex on a first side of the tape and concave on a second side of the tape.
  • the strand can thus be in the rolled-up configuration, occupying a limited volume, before the commissioning of the antenna and be deployed, and rigid, as soon as it is put into service, the ribbons being able to pass from the rolled-up state to the deployed state essentially thanks to their own elastic energy.
  • Measuring tapes are therefore well suited for the manufacture of deployable wire antennas and for minimizing the mass of the antenna.
  • the injection of the electrical signal into each antenna Ai between the strand and the satellite envelope is carried out by means of a connector 60, here a coaxial cable, arranged between the electronic module adapted to supply this signal in transmission (and/or to process this signal in reception; in one embodiment,
  • the central core 61 of a connector 60 is connected to the end of the satellite strand n anchored on the satellite.
  • the peripheral crown 62 of the connector 60 is placed in direct contact with the wall
  • the mass of the coaxial cable 60 is transferred to the metal mandrel 25 directly in contact with the wall 12 of the satellite (the mandrel 25 is attached to the wall 12 by tabs 26) (in another embodiment, the mass could be transferred of the coaxial cable directly on the earth face, at the level of the excitation of the metal strands).
  • the end of the strands which is anchored to the wall 12 is anchored at the level of a mandrel 25 around which they were wound before the operational commissioning of the antenna system 17 for example (the deployment measuring tapes along their respective axis is ensured for example in an autonomous manner by their spontaneous unwinding following a step of releasing the tapes by the disappearance of fuse wires during the triggering of a high intensity current).
  • the resulting radiation pattern for the antenna Ai would be very similar to that of a half-wave dipole as represented in FIG. very low (-45 dB in a simulated example).
  • each radiating element (defined by a horizontal strand i and the nanosatellite) contributes on privileged angular zones
  • the angular zones corresponding to two radiating elements with adjacent strands evolve by a rotation of 2TT/N, if there are N radiating elements.
  • Figure 5 (respectively Figure 6) highlights these angular sectors, representing, as a function of the angles A, B, the radiation according to the component Eq, (respectively Ee) in the configuration considered in Figure 2 for each antenna A1 , ..., A6, represented in gray levels from -20 dBi, in steps of two.
  • the preferential angular sectors corresponding to the two components Eq,, Ee are orthogonal. Radiating elements having metal strands oriented in opposite directions (such as strands 1 and 4, or links 2 and 5, or links 3 and 6) contribute to the same angular sectors. This effect is particularly marked for the radiation in Eq polarization, which is mainly produced by the metallic strand and the currents on the earth-facing wall 12 of the satellite.
  • the radiation patterns in Ee polarization, for which the side walls 15 of the satellite contribute, are less symmetrical, probably due to stronger currents on the side faces 15 located on the metal strand side.
  • the satellite platform 10 comprises an electronic beam-forming device 50 represented schematically in FIG.
  • the attenuator 31 J is adapted to apply an attenuation gain to the signal from the processing chain i qi supplied to it as input and the phase shifter 32_i is adapted to apply a phase shift to the signal from the processing chain i supplied to it entrance.
  • the values of the gains and the phase shifts for each chain n°i are controlled by the controller 40 according to the specified privileged direction and the specified polarization for the radiation of the antenna system 17.
  • an electrical signal S carrying the useful information to be transmitted by the antenna system 17 is divided into N signals, one of these signals being provided at the input of each processing chain.
  • the electrical signals delivered by the antenna connectors A1, ..., AN are each phase shifted, then attenuated, with on each chain i, an attenuation and a phase shift of values determined by the controller selectively for each chain i, depending on the direction specified and the polarization specified for the radiation picked up by the antenna system 17.
  • the beam forming can be done in analog or after frequency transposition, in digital.
  • the values of the attenuation and phase shift coefficients for each chain i, depending on the direction specified and the polarization specified for the radiation from the antenna system 17, are determined, in a phase of prior calibration, by a "conjugate matching" process, maximizes the gain in a given direction, or an MMSE processing process ("minimum mean squared error") which maximizes the gain in a given direction, while minimizing interference in the other directions.
  • the ‘Conjugate Matching’ process calculates the weighting applied to the different radiating elements to maximize the gain in a direction 6, cp, and for a given polarization. It calculates the attenuation and phase shift coefficients so that they are the combined coefficients of the illumination law of the various radiating elements, illuminated by a plane wave with the considered polarization, and incident in a direction 0, cp.
  • the diagrams of the individual radiating elements give their responses in incidence. Therefore, the amplitude coefficients vary in the range of values between 0 and -20dB, and the phase law in the range of values between 0 and 360°.
  • the controller 40 in embodiments, is adapted to, in response to a command received, control the switching between a beamforming and a basic configuration simply summing the individual diagrams (without beamforming), or even a minimal configuration by feeding for example only a few antennas.
  • the size of satellite 13 determines the surface current distributions established there.
  • Longer side walls 15 (larger D3) for example could be the support of a higher order mode for the vertical currents being established along these side walls.
  • a satellite with larger walls 12, 14 will increase the radiation according to the component Eq,.
  • the mode of operation remains the same, as regards the complementarity of the angular sectors associated with the components Ee and Eq i .
  • Commercial electromagnetic simulation tools now make it possible to predict this global operation with precision, by modeling the antenna system and its satellite environment.
  • the satellite platform 10 further comprises a ground plane 22 orthogonal to the side walls 15 of the satellite (ground plane 22 in the plane of the anti-earth wall 14 or parallel to this wall and located just under this wall 14 for example).
  • This large ground plane 22 can be a very heavily perforated grid, the size of the openings of which is of the order of X/10; each side of this plane is at least 5 A. It could be deployed simultaneously with 16 solar generators.
  • ground plane 22 makes it possible to significantly increase the gain in the upper half-space. It does not alter the operation of the antenna system 17 which is always reconfigurable in pointing and in polarization.
  • the present invention thus proposes, in a manner compatible with the constraints inherent in small satellite platforms, a deployable antenna, reconfigurable in pointing direction and in polarization, making it possible to produce a beam whose gain is greater than that of an antenna omnidirectional, typically 2-5 dBi, in any direction within a wide angular sector (typically ⁇ 60°).
  • the solution therefore responds particularly well to the constraints encountered in communications with terminals on land and which can move in very varied geographical sectors and have difficulty controlling the polarization of the transmitted signal, which is also affected by the propagation conditions in the atmosphere.

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Abstract

L'invention concerne une plateforme satellite (10) comprenant un réseau de N antennes (Ai, i=1 à 6) et un formateur de faisceau (50), chaque antenne comprenant ladite enveloppe satellite (11) et un brin métallique (i=1 à 6) respectif s'étendant dans le plan de la face Terre du satellite; telle que si N > 2, l'axe du nième brin sur la face Terre du satellite est obtenu par rotation de +2π/N, n=2 à N, de l'axe du (n-1)ième brin; le formateur de faisceau en fonction d'une directivité et une polarisation cibles à mettre en oeuvre par le réseau d'antenne calcule une atténuation et un déphasage sélectivement pour chaque antenne et applique au signal électrique destiné à chaque antenne, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l'antenne et délivre au connecteur associé à l'antenne ledit signal ainsi adapté.

Description

DESCRIPTION
Titre : Plateforme satellite et procédé de reconfiguration du faisceau électromagnétique d’une telle plateforme satellite
Domaine technique :
[0001] L’invention se situe dans le domaine des antennes disposées sur les satellites, pour les radiocommunications HF, VHF, UHF : les antennes usuellement utilisées sont les antennes dipôles ou monopoles, chaque dimension de la taille du satellite étant plus petite que la longueur d’onde.
Technique antérieure
[0002] Une antenne dipôle consiste en l’association de deux brins métalliques. Elle est alimentée en son milieu et destinée à transmettre ou à recevoir de l'énergie électromagnétique. Les brins sont usuellement alignés selon le même axe, qui définit la polarisation linéaire de l’onde émise ou reçue. Une antenne dipôle est usuellement utilisée lorsque la longueur de chacun de ses deux brins correspond à un quart de longueur d’onde. La résonance du mode qui s’y établit permet d’adapter simplement l’antenne aux lignes de transmissions traditionnelles. Le rayonnement associé à une telle antenne dipôle est bien connu de l’homme de l’art : en référence à la figure 1 , en utilisant la décomposition usuelle (voir plus bas) du champ électrique rayonné Ê au point M selon les composantes Ee et Eq>, telles que Ê = Ee. eg+ Eq>. e^, le champ rayonné par un tel dipôle orienté selon l’axe OZ rayonne exclusivement selon la composante Ee. L’intensité du champ produit est maximale dans le plan orthogonal au dipôle.
[0003] La décomposition usuelle mentionnée ci-dessus utilise la base des coordonnées sphériques : lorsque seul 0 varie, M décrit un demi-cercle et le vecteur unitaire eg est tangent à ce demi-cercle ; lorsque seul cp varie, M décrit un demi-cercle et le vecteur unitaire est tangent à ce demi-cercle. Des précisions seront trouvées sur https://en.wikipedia.org/wiki/Spherical coordinate system. [0004] Il est aussi connu d’associer deux dipôles orthogonaux, ce qui donne un fonctionnement dans les deux polarisations linéaires orthogonales. L’antenne comporte alors quatre brins, distribués tous les 90°. Les deux paires de brins (ou dipôles) sont excités en leur centre avec deux signaux électromagnétiques, permettant de rayonner deux signaux indépendants dans les deux polarisations linéaires orthogonales. Les directions de rayonnement maximales correspondant à chaque dipôle seront toutefois situées dans des plans orthogonaux. Le plan où le champ rayonné par un dipôle est maximal correspond à un champ d’intensité nul pour le dipôle disposé orthogonalement par rapport au premier.
[0005] De telles antennes dipôles ont déjà été aménagées sur des nanosatellites. Toutefois, en bande VHF ou UHF notamment, un nano satellite ou un mini satellite a des dimensions comparables à une fraction de longueur d’onde : il interfère significativement avec une antenne dipôle, ce qui affecte significativement son rayonnement propre. Aussi les premières approches suivies dans la communauté scientifique ont privilégié un positionnement symétrique du dipôle par rapport au nano satellite afin d’éviter l’excitation de résonances parasites sur le corps du satellite, et de réduire sa diffraction ou encore un positionnement déporté du corps du satellite. Il en résulte toutefois des contraintes d’aménagement, qui s’ajoutent à toutes les autres spécifications (diversité de direction de rayonnement, diversité de polarisation).
[0006] Une antenne monopole est une simplification de l’antenne dipôle. Elle est constituée d’un seul brin métallique, et disposée usuellement au centre d’un plan de masse, de grande dimension par rapport à la longueur d’onde. La position symétrique permet de minimiser les diffractions générées par ce plan de masse lorsque sa taille est du même ordre de grandeur que la longueur d’onde. En respectant ces conditions d’aménagement, une telle antenne rayonne principalement dans le demi plan supérieur au plan de masse. Appliqué à un mini-satellite rectangulaire (comme les nano satellites 12U ou 16U, avec 1 U=10*10*10 cm3), cette approche impose des points d’aménagements spécifiques, au centre du grand côté du nano satellite, comme présenté. Il devient alors difficile d’aménager plusieurs antennes. [0007] En outre, dans le cas d’antennes dipôle ou monopole, le déploiement d’un panneau solaire connecté au satellite altère la condition de symétrie, et peut alors encore augmenter la diffraction du satellite.
[0008] Les solutions existantes privilégient donc des sous-systèmes antennaires qui sont aménagés sur le satellite de sorte à minimiser la diffraction du satellite. Il est alors très contraignant d’aménager plusieurs antennes dans de telles conditions.
[0009] Ces antennes filaires présentées ci-dessus sont conventionnellement utilisées en tant qu’antennes passives, produisant donc un rayonnement fixe, et non reconfigurable.
[0010] Par ailleurs, une formation de faisceaux s’applique de façon connue sur des éléments rayonnants identiques, dont le rayonnement individuel couvre l’ensemble du secteur angulaire spécifié. La formation de faisceaux permet alors d’accroitre le gain de l’antenne, et de réaliser un faisceau plus directif, qui est orientable dans une direction plus spécifique au sein de ce secteur angulaire, à l’aide d’un formateur de faisceau qui distribue aux différents éléments le même signal affecté d’une pondération de phase. Cette approche n’a pu être appliquée dans les cas applicatifs de type dipôle ou monopole de l’art antérieur décrits plus haut, car du fait des contraintes d’installation des antennes pour diminuer la diffraction, il n’est pas possible de réaliser plusieurs éléments rayonnants présentant le même diagramme de rayonnement.
Résumé de l’invention :
[0011] A cet effet, suivant un premier mode de réalisation, la présente invention décrit une plateforme satellite comprenant :
- un satellite délimité par une enveloppe satellite constituée de parois métalliques du satellite, lesdites parois comprenant une première paroi destinée à faire face à la terre, une deuxième paroi faisant face à la première paroi et des troisièmes parois s’étendant depuis la première paroi jusqu’à la deuxième paroi ;
- un réseau de N antennes d’émission électromagnétique et/ou de réception électromagnétique, ladite plateforme satellite étant caractérisée en ce que chaque antenne comprend ladite enveloppe satellite et un brin métallique respectif s’étendant dans le plan de la première ou deuxième paroi et; chaque antenne comprend un connecteur électrique respectif, connecté électriquement au brin (i) et à l’enveloppe satellite et adapté, pour : en émission, délivrer un premier signal électrique, reçu par le connecteur, au brin et à l’enveloppe satellite pour rayonnement électromagnétique, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, en fonction dudit premier signal électrique ; et/ou en réception, pour recueillir un deuxième signal électrique issu de la transposition, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, d’un rayonnement électromagnétique reçu par l’antenne ; dans lequel, si N = 2, les projections orthogonales des deux brins sur la première paroi sont orthogonales et si N > 2, la projection orthogonale du nième brin sur la première paroi est obtenue par une rotation de +2TT/N, n=2 à N, de la projection orthogonale du (n-1 )ième brin sur la première paroi, ladite plateforme satellite comprenant un formateur de faisceau adapté pour obtenir un signal de commande indiquant une directivité cible quelconque au sein d’un secteur angulaire de couverture et/ou une polarisation cible à mettre en oeuvre par le réseau d’antenne, ledit formateur de faisceau comprenant un contrôleur adapté pour calculer une atténuation et un déphasage sélectivement pour chaque antenne en fonction dudit signal de commande, ledit formateur de faisceaux étant adapté pour : en émission, appliquer à chacun des premiers signaux électriques destinés aux N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne à laquelle ledit premier signal est destiné et délivrer au connecteur associé à l’antenne ledit premier signal ainsi adapté ; et/ou en réception, appliquer, à chacun desdits deuxièmes signaux électriques recueillis par les connecteurs des N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne dont ledit premier signal provient. [0012] Face à l’impossibilité d’éviter complètement la diffraction par le satellite du rayonnement d’éléments rayonnants, il a été fait le choix d’une approche radicalement différente, consistant à inclure le satellite dans le fonctionnement électromagnétique de l’antenne, en vue d’établir une communication avec un terminal mobile sur la terre et émettant un signal dans la même bande de fréquence HF, VHF ou UHF que l’antenne.
[0013] En outre, comme il n’est alors plus possible de réaliser des éléments rayonnants ayant les mêmes diagrammes de rayonnement, la seconde idée consiste alors à disposer au contraire des éléments rayonnants qui ont des diagrammes de rayonnement complémentaires, permettant de couvrir par ajout la totalité de la zone angulaire spécifiée, idéalement pour chacune des composantes principales de polarisation.
[0014] Dans des modes de réalisation particuliers, ladite plateforme satellite comprendra l’une et/ou l’autre des caractéristiques suivantes :
- les brins sont fixés en périphérie de la première ou deuxième paroi dans le plan de laquelle ils s’étendent, lesdits brins s’étendant en outre vers l’extérieur de ladite paroi ;
- les N brins s’étendent dans le plan de la première paroi ;
- N >4 ;
- les brins sont réalisés en technologie Mètre ruban ;
- un plan de masse au niveau de la deuxième paroi et parallèle à ladite deuxième paroi.
[0015] Suivant un deuxième mode de réalisation, la présente invention décrit un procédé de mise en oeuvre d’un faisceau électromagnétique d’une plateforme satellite comprenant :
- un satellite délimité par une enveloppe satellite constituée de parois métalliques du satellite, lesdites parois comprenant une première paroi destinée à faire face à la terre, une deuxième paroi faisant face à la première paroi et des troisièmes parois s’étendant depuis la première paroi jusqu’à la deuxième paroi ; - un réseau de N antennes d’émission électromagnétique et/ou de réception électromagnétique, ledit procédé étant caractérisée en ce qu’il comprend les étapes suivantes, chaque antenne comprenant ladite enveloppe satellite et un brin métallique respectif s’étendant dans le plan de la première ou deuxième paroi et chaque antenne comprenant un connecteur électrique respectif, connecté électriquement au brin et à l’enveloppe satellite, selon lequel, si N = 2, les projections orthogonales des deux brins sur la première paroi sont orthogonales et si N > 2, la projection orthogonale du nième brin sur la première paroi est obtenue par une rotation de +2TT/N, n=2 à N, de la projection orthogonale du (n-1 )ième brin sur la première paroi :
- en émission : fourniture d’un premier signal électrique, reçu par le connecteur, au brin et à l’enveloppe satellite pour rayonnement électromagnétique, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, en fonction dudit premier signal électrique ; et/ou
- en réception : recueil d’un deuxième signal électrique issu de la transposition, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, d’un rayonnement électromagnétique reçu par l’antenne ;
- obtention par un formateur de faisceau de ladite plateforme satellite d’un signal de commande indiquant une directivité cible quelconque au sein d’un secteur angulaire de couverture et/ou une polarisation cible à mettre en oeuvre par le réseau d’antenne,
- calcul par un contrôleur dudit formateur de faisceau d’une atténuation et d’un déphasage sélectivement pour chaque antenne en fonction dudit signal de commande,
- en émission, application par ledit formateur de faisceaux à chacun des premiers signaux électriques destinés aux N antennes, desdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne à laquelle ledit premier signal est destiné et délivrance au connecteur associé à l’antenne dudit premier signal ainsi adapté ; et/ou en réception, application par ledit formateur de faisceaux à chacun desdits deuxièmes signaux électriques recueillis par les connecteurs des N antennes, desdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne dont ledit premier signal provient.
[0016] Dans des modes de réalisation particuliers, ladite plateforme satellite comprendra l’une et/ou l’autre des caractéristiques suivantes :
- les brins sont fixés en périphérie de la première ou deuxième paroi dans le plan de laquelle ils s’étendent, lesdits brins s’étendant en outre vers l’extérieur de ladite paroi ;
- les N brins s’étendent dans le plan de la première paroi ;
- N >4.
Brève description des figures :
[0017] L’invention sera mieux comprise et d’autres caractéristiques, détails et avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description qui suit, donnée à titre non limitatif, et grâce aux figures annexées, données à titre d’exemple.
[0018] [Fig. 1] La figure 1 est une illustration du rayonnement d’une antenne dipôle, comme connu de l’art antérieur ;
[Fig. 2] la figure 2 est une représentation d’une plateforme satellite dans un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 3] la figure 3 est une représentation schématique de la formation de faisceau dans un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 4] la figure 4 illustre la connexion entre les brins et le satellite dans un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 5] la figure 5 est une représentation des diagrammes de rayonnement unitaire en polarisation
Figure imgf000009_0001
pour chacune de 6 antennes dans un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 6] la figure 6 est une représentation des diagrammes de rayonnement unitaire en polarisation Ee pour chacune de 6 antennes dans un mode de réalisation de l’invention ; [Fig. 7] la figure 7 est une représentation d’un diagramme de rayonnement en polarisation E<p obtenu par formation de faisceaux dans un mode de réalisation de l’invention ;
[Fig. 8] la figure 8 est une représentation d’un diagramme de rayonnement en polarisation Ee obtenu par formation de faisceaux dans un mode de réalisation de l’invention.
[0019] Des références identiques peuvent être utilisées dans des figures différentes lorsqu’elles désignent des éléments identiques ou comparables.
Description détaillée :
[0020] Un mode de réalisation particulier de l’invention est maintenant décrit en référence aux figures.
[0021] La figure 2 représente schématiquement une plateforme satellite 10 dans un mode de réalisation de l’invention, en trajectoire orbitale à une distance d de la terre T 20, d comprise entre 500 et 1000 km. La plateforme satellite 10 comporte un satellite 13 délimité par son enveloppe satellite 11 , métallique, décrivant ici sensiblement un parallélépipède (généralement, de dimensions au moins 12 ou
16 U avec face terre : par exemple 20*20 cm2 (D1xD2) et hauteur 30 ou 40 cm (D3) ou bien face terre plus grande, par exemple 30*30, ou bien hauteur plus grande par exemple compris entre 50-60 cm). La plateforme satellite 10 comporte en outre des panneaux solaires 16 se déployant autour de l’enveloppe satellite 11 . L’enveloppe métallique 11 comporte une paroi 12, disposée face à la terre 25, une paroi 14 faisant face à la paroi 12, dans la direction opposée à la terre 25 et quatre parois latérales 15 s’étendant de l’une à l’autre des parois 12, 14 et fermant ainsi l’enveloppe 11. On appellera ci-après la paroi 12 la paroi face terre et la paroi 14, la paroi face anti terre.
[0022] On considère un repère orthonormé (O, x, y, z) attaché à la paroi face terre 12, où O, x et y sont respectivement un point et deux axes dans le plan de la paroi 12.
[0023] La plateforme satellite 10 comporte un système antennaire 17 comprenant N antennes A1 , A2, ..., AN, avec N supérieur ou égal à 2. Le système antennaire
17 opère dans des bandes de fréquences HF, VHF ou UHF, dont la longueur d’onde est située entre 0,5 et 5 mètres. Les dimensions du satellite 13 sont de l’ordre de plusieurs dixièmes de longueur d’onde ; la largeur D1 , la longueur D2, la hauteur D3 sont chacune inférieure à la longueur d’onde, par exemple comprise entre de longueur d’onde et une longueur d’onde.
[0024] Par exemple, dans le cas particulier considéré, le système antennaire 17 est en bande VHF, fonctionnant à 150 MHz, correspondant à une longueur d’onde de 2 mètres, et est fixé sur l’enveloppe 1 1 du satellite 13, de dimensions D1 x D2 x D3 égales à 20 cm x 20 cm x 40 cm (le satellite 13 dans d’autres modes de réalisation est un mini-satellite, dont les dimensions sont comparables à la longueur d’onde). La longueur de chaque brin métallique est d’un quart de longueur d’onde. Une telle longueur permet l’établissement d’un mode quart d’onde sur le brin métallique, qui facilite l’adaptation de l’antenne (on notera qu’il est possible également d’avoir une longueur correspondant à une demi-onde ; un mode supérieur s’établirait sur l’antenne, ce qui permettrait aussi son adaptation, avec un rayonnement de chaque élément rayonnant différent).
[0025] Comme décrit plus haut, l’invention modifie le fonctionnement d’une antenne dipôle classique en remplaçant, dans chaque antenne Ai, i= 1 à N, le second brin du dipôle par le satellite 13. Ainsi chaque antenne Ai comprend un brin métallique, (le brin n°i) et l’enveloppe métallique 1 1 du satellite 13. Chaque antenne Ai est alimentée par un connecteur électrique adapté pour injecter un signal électrique utile au brin i en une extrémité de celui-ci et pour l’injecter également dans l’enveloppe satellite 1 1 . Des courants électriques s’établissent sur les parois du satellite. Une résonance globale peut alors s’établir sur l’ensemble brin métallique - satellite.
[0026] Dans un mode de réalisation, chaque brin s’étend dans le plan de la paroi 12 face terre ou dans celui de la paroi 14 face anti terre.
[0027] Dans un mode de réalisation, la direction des brins (définie par le vecteur partant de l’extrémité du brin reliée au connecteur électrique vers l’autre extrémité) est répartie spatialement, de manière à obtenir des directions de rayonnement maximal complémentaires (appelées encore directions préférentielles de rayonnement complémentaires). [0028] Dans un mode de réalisation, si N>2 : si tous les brins sont dans le plan de la même paroi 12 face terre ou 14 anti terre, le brin de l’antenne An est angulairement espacé du brin de l’antenne An-1 de +2TT/N, pour n = 1 à N ; si les brins sont répartis entre ces deux plans, cette règle est alors respectée pour les projections orthogonale des brins sur le plan de la paroi 12 face terre.
[0029] Dans un mode de réalisation, les connecteurs d’alimentation des brins sont situés en périphérie de la paroi face terre 12 (ou paroi face antiterre 14), les brins, s’étendant alors majoritairement à l’extérieur de la paroi. Cela permet d’établir prioritairement des courants verticaux (selon l’axe Oz) sur les parois latérales 15 du satellite.
[0030] Ainsi, dans le mode de réalisation considéré en référence à la figure 2, N = 6 et les 6 brins, référencés 1 , 2, 3, 4, 5, 6 ancrés à la périphérie de la paroi 12 s’étendent majoritairement à l’extérieur de la paroi 12, dans le plan de la paroi 12 face terre, correspondant ici au petit côté du satellite. Deux brins adjacents quelconques sont espacés de +2TT/N (ici TT/3).
[0031] Dans un mode de réalisation, si N=2, les brins, tous positionnés dans le plan de la paroi 12 face terre ou tous positionnés dans le plan de la paroi 14 face anti terre (ou les projections orthogonales des brins, s’ils sont répartis entre ces deux plans) sont espacés angulairement de 90°.
[0032] Dans un mode de réalisation, N est le nombre total d’antennes sur la plateforme, comprenant chacune ladite enveloppe satellite et un brin métallique respectif s’étendant dans le plan de la première ou deuxième paroi.
[0033] Dans un mode de réalisation, ces brins métalliques sont réalisés avec la technologie Mètre Ruban. Les mètre-rubans sont des rubans flexibles ayant une section en arc de cercle dont le rayon de courbure est convexe sur une première face de ruban et concave sur une deuxième face du ruban. Le brin peut ainsi être en configuration enroulée, occupant un volume restreint, avant la mise en service de l’antenne et être déployé, et rigide, dès la mise en service, les rubans étant aptes à passer de l’état enroulé à l’état déployé essentiellement grâce à leur énergie élastique propre. Les mètres rubans sont donc bien adaptés pour la fabrication d’antennes filaires déployables et pour minimiser la masse de l’antenne. [0034] Sur la figure 4 est représenté un détail de l’alimentation des antennes An, n= 1 à 6. L’injection du signal électrique dans chaque antenne Ai entre le brin et l’enveloppe satellite est réalisée au moyen d’un connecteur 60, ici un câble coaxial, disposé entre le module électronique adapté pour fournir ce signal en émission (et/ou pour traiter ce signal en réception ; dans un mode de réalisation,
11 s’agit du dispositif de formation de faisceaux 50 mentionné plus loin). A chaque antenne An, n= 1 à N, est ainsi associé un connecteur 60, transportant le signal électrique propre à cette antenne An. L’âme centrale 61 d’un connecteur 60 est connectée à l’extrémité du brin satellite n ancrée sur le satellite. La couronne périphérique 62 du connecteur 60 est, elle, mise en contact direct avec la paroi
12 face terre du satellite. La masse du câble coaxial 60 est reportée sur le mandrin métallique 25 directement en contact avec la paroi 12 du satellite (le mandrin 25 est attaché sur la paroi 12 par des languettes 26) (dans un autre mode de réalisation, on pourrait reporter la masse du câble coaxial directement sur la face terre, au niveau de l’excitation des brins métalliques).
[0035] Dans le cas considéré, l’extrémité des brins qui est ancrée à la paroi 12 l’est au niveau d’un mandrin 25 autour duquel ils étaient enroulés avant la mise en service opérationnelle du système antennaire 17 par exemple (le déploiement des mètres-rubans selon leur axe respectif est assuré par exemple de manière autonome par leur déroulement spontané suite à une étape de libération des rubans par la disparition de fils fusibles lors du déclenchement d’un courant de forte intensité).
[0036] Si un brin i d’antenne Ai était ancré sur l’une des faces 12, 14, mais de manière perpendiculaire à ces faces, les courants qui s’établiraient sur cette face se compenseraient et contribueraient peu au rayonnement. Les courants sur les parois latérales 15 contribueraient en revanche au rayonnement : le diagramme de rayonnement résultant pour l’antenne Ai serait très semblable à celui d’un dipôle demi-onde tel que représenté en figure 1 , avec un rayonnement en
Figure imgf000013_0001
très faible (-45 dB dans un exemple simulé).
[0037] Au contraire, disposer les brins dans le plan des parois 12 ou 14 et ancrés en périphérie de ces parois tel que proposé selon l’invention permet à la composante Eq, d’atteindre des valeurs similaires à celles de la composante Ee, la direction pour laquelle la composante Ee est maximale correspondant à la direction pour laquelle la composante Eq> est minimale, et réciproquement : pour un brin dans le plan de la paroi 12 face terre, dans le plan xnOz, xn définissant l’axe du nieme brin métallique (n = 1 à N), le rayonnement selon la composante Ee est maximal dans le plan XnOz, et le rayonnement selon la composante E^ est minimal dans ce plan ; réciproquement, dans le plan ynOz, le rayonnement selon la composante Eq, est maximal et le rayonnement est minimal pour la composante Ee (en reprenant les appellations employées Ee et E^ en référence à la figure 1 et en considérant un repère orthonormé (yn, z, xn) à la place de (X, Y, Z)).
[0038] Aussi, si on considère le demi-espace supérieur (i.e. l’espace compris entre le satellite et la terre, et plus spécifiquement le secteur angulaire typique applicable aux mini ou nano-satellites défilant en orbite basse : 0 < 55°, cp e [0, 2TT] (les angles 0, (p sont exprimés dans un repère sphérique associé au repère orthonormé Oxyz de la figure 2, er étant orienté le long de la direction de propagation et définissant ces angles), chaque élément rayonnant (défini par un brin horizontal i et le nanosatellite) contribue sur des zones angulaires privilégiées. Les zones angulaires correspondant à deux éléments rayonnants avec des brins adjacents, évoluent par une rotation de 2TT/N, s’il y a N éléments rayonnants.
[0039] La Figure 5 (respectivement Figure 6) met en évidence ces secteurs angulaires, en représentant, en fonction des angles A, B, le rayonnement selon la composante Eq, (respectivement Ee) dans la configuration considérée en figure 2 pour chaque antenne A1 , ..., A6, représentés en niveaux de gris à partir de -20 dBi, par pas de deux. Les angles A, respectivement B, chacun dans la fenêtre [- 60, + 60] sont vus du satellite, avec A = 0 sin(cp), B = 0 cos(cp).
[0040] Les secteurs angulaires préférentiels correspondant aux deux composantes Eq,, Ee sont orthogonaux. Les éléments rayonnants ayant des brins métalliques orientés dans des directions opposées (comme les brins 1 et 4, ou encore les liens 2 et 5, ou les liens 3 et 6) contribuent sur les mêmes secteurs angulaires. Cet effet est particulièrement marqué pour le rayonnement en polarisation Eq, qui est principalement produit par le brin métallique et les courants sur la paroi face terre 12 du satellite. Les diagrammes de rayonnement en polarisation Ee, pour lesquels les parois latérales 15 du satellite contribuent, sont moins symétriques, probablement du fait de courants plus forts sur les faces latérales 15 situées du côté du brin métallique. [0041] Dans un mode de réalisation, la plateforme satellite 10 comprend un dispositif électronique de formation de faisceaux 50 représenté schématiquement en figure 3, permettant de synthétiser des faisceaux plus directifs (selon une direction sélectionnée, quelconque au sein du champ angulaire couvert par la somme des diagrammes de rayonnement), dans une polarisation sélectionnée, et d’accroître le gain (par rapport à la simple juxtaposition des faisceaux unitaires de N antennes), en combinant, après application d’une pondération d’amplitude et de phase, les signaux électriques associés à chaque élément rayonnant.
[0042] Le dispositif de formation de faisceaux 50 comprend un contrôleur électronique 40 et un bloc électronique de formation de faisceaux 30, comprenant N chaînes de traitement, la chaîne n°i de traitement, i=1 à N, comportant un atténuateur 31 J et un déphaseur 32_i. L’atténuateur 31 J est adapté pour appliquer un gain d’atténuation au signal de la chaîne de traitement i qi lui est fourni en entrée et le déphaseur 32_i est adapté pour appliquer un déphasage au signal de la chaîne de traitement i qui lui est fourni en entrée. Les valeurs des gains et des déphasages pour chaque chaîne n°i sont commandées par le contrôleur 40 en fonction de la direction privilégiée spécifiée et de la polarisation spécifiée pour le rayonnement du système antennaire 17.
[0043] En émission, un signal électrique S portant l’information utile à transmettre par le système antennaire 17 est divisé en N signaux, un de ces signaux étant fourni en entrée de chaque chaîne de traitement. Une atténuation, puis un déphasage, dont les valeurs sont déterminées par le contrôleur 40 sélectivement pour chaque chaîne i de traitement, en fonction de la direction spécifiée et de la polarisation spécifiée de rayonnement du système antennaire 17, sont appliqués et le signal résultant Si est délivré au connecteur électrique alimentant l’antenne Ai.
[0044] En réception, similairement, les signaux électriques délivrés par les connecteurs d’antennes A1 , ..., AN sont chacun déphasés, puis atténués, avec sur chaque chaîne i, une atténuation et un déphasage de valeurs déterminées par le contrôleur sélectivement pour chaque chaîne i, en fonction de la direction spécifiée et de la polarisation spécifiée pour le rayonnement capté par le système antennaire 17. [0045] On notera que la formation de faisceau peut se faire en analogique ou après transposition de fréquences, en numérique.
[0046] Dans un mode de réalisation, les valeurs des coefficients d’atténuation et de déphasage pour chaque chaîne i, en fonction de la direction spécifiée et de la polarisation spécifiée pour le rayonnement du système antennaire 17, sont déterminées, dans une phase de calibration préalable, par un procédé de « conjugate matching >>, maximise le gain dans une direction donnée, ou un procédé de traitement MMSE (« minimum mean squared error ») lequel maximise le gain dans une direction donnée, tout en minimisant les interférences dans les autres directions.
[0047] Dans la configuration représentée en figure 2, où N=6, il a ainsi pu être créé successivement à titre d’exemples 24 faisceaux correspondant chacun à une direction préférentielle de rayonnement distincte, régulièrement distribués sur la couverture, pointant pour une élévation constante 6 = 55° depuis le satellite et contribuant selon la polarisation
Figure imgf000016_0001
(une de ces 24 faisceaux est représenté en figure 7, avec les mêmes niveaux de gris que ceux considérés précédemment), ainsi que 24 autres faisceaux correspondant chacun à une direction préférentielle de rayonnement distincte, régulièrement distribués sur la couverture, pointant pour une élévation constante 6 = 55° et contribuant selon la polarisation Ee (une de ces 24 faisceaux est représenté en figure 8). Il a été mesuré que le gain est accru de 4 dB en moyenne par rapport aux diagrammes des antennes Ai unitaires. Là encore, il apparait que le maximum de rayonnement dans la composante Ecp est obtenu pour un minimum de composante E6 et inversement.
[0048] Le procédé ‘Conjugate Matching’ calcule la pondération appliquée aux différents éléments rayonnants pour maximiser le gain dans une direction 6, cp, et pour une polarisation donnée. Il calcule les coefficients d’atténuation et de déphasage de sorte qu’ils soient les coefficients conjugués de la loi d’éclairement des différents éléments rayonnants, illuminés par une onde plane avec la polarisation considérée, et incidente dans une direction 0, cp.
[0049] Les diagrammes des éléments rayonnants individuels donnent leurs réponses en incidence. Par conséquent, les coefficients d’amplitude varient dans la plage de valeurs entre 0 et -20dB, et la loi de phase dans la plage de valeurs entre 0 et 360°.
[0050] Le contrôleur 40, dans des modes de réalisation, est adapté pour, en réaction à une commande reçue, commander le basculement entre deux configurations distinctes de formation de faisceaux (par exemple suite à un changement de localisation géographique d’un terminal mobile avec lequel une radiocommunication doit être établie via le système antennaire 17), donnant lieu au remplacement des coefficients de formation de faisceaux par de nouvelles valeurs afin de focaliser l’antenne dans une autre direction et/ou avec une autre polarisation, tout en en augmentant le gain par rapport à la simple sommation des diagrammes individuels d’antennes Ai, i = 1 à N. Le contrôleur 40, dans des modes de réalisation, est adapté pour, en réaction à une commande reçue, commander le basculement entre une configuration de formation de faisceaux et une configuration basique sommant simplement les diagrammes individuels (sans formation de faisceaux), voire une configuration minimale en alimentant par exemple seulement quelques antennes.
[0051] La taille du satellite 13 détermine les distributions de courant de surface qui s’y établissent. Des parois latérales 15 plus longilignes (D3 plus grand) par exemple pourront être le support d’un mode d’ordre supérieur pour les courants verticaux s’établissant le long de ces parois latérales. Un satellite avec des parois 12, 14 plus grandes permettra d’augmenter le rayonnement selon la composante Eq,. Le mode de fonctionnement reste toutefois le même, pour ce qui concerne la complémentarité des secteurs angulaires associés aux composantes Ee et Eq,. Les outils de simulation électromagnétique commerciaux permettent maintenant de prédire ce fonctionnement global avec précision, en modélisant le système antennaire et son environnement satellite.
[0052] Dans un mode de réalisation, afin de minimiser le rayonnement dans le demi- espace inférieur, la plateforme satellite 10 comporte en outre un plan de masse 22 orthogonal aux parois latérales 15 du satellite (plan de masse 22 dans le plan de la paroi antiterre 14 ou parallèle à cette paroi et située juste sous cette paroi 14 par exemple). Ce grand plan de masse 22 peut être une grille très fortement ajourée, dont la taille des ouvertures est de l’ordre de X/10 ; chacun des côtés de ce plan est au moins de 5 À. Il pourrait être déployé simultanément aux générateurs solaires 16.
[0053] Le déploiement d’un tel plan de masse 22 permet d’augmenter significativement le gain dans le demi-espace supérieur. Il n’altère pas le fonctionnement de système antennaire 17 qui est toujours reconfigurable en pointage et en polarisation.
[0054] La présente invention propose ainsi, de façon compatible avec les contraintes inhérentes aux petites plateformes satellite, une antenne déployable, reconfigurable en direction de pointage et en polarisation, permettant de réaliser un faisceau dont le gain est supérieur à celui d’une antenne omnidirectionnelle, typiquement 2-5 dBi, dans toute direction appartenant à un large secteur angulaire (typiquement ± 60°). La solution répond donc particulièrement bien aux contraintes rencontrées dans les communications avec des terminaux à terre et pouvant se déplacer dans des secteurs géographiques très variés et difficilement maîtriser la polarisation du signal émis, en outre affectée par les conditions de propagation dans l’atmosphère.

Claims

REVENDICATIONS
1 . Plateforme satellite (10) comprenant :
- un satellite (13) délimité par une enveloppe satellite (11 ) constituée de parois métalliques (12, 14, 15) du satellite, lesdites parois comprenant une première paroi (12) destinée à faire face à la terre (25), une deuxième paroi (14) faisant face à la première paroi et des troisièmes parois (15) s’étendant depuis la première paroi jusqu’à la deuxième paroi ;
- un réseau de N antennes d’émission électromagnétique et/ou de réception électromagnétique (Ai, i=1 à 6), ladite plateforme satellite étant caractérisée en ce que chaque antenne comprend ladite enveloppe satellite (11 ) et un brin métallique (i=1 à 6) respectif s’étendant dans le plan de la première (12) ou deuxième (14) paroi et; chaque antenne (Ai, i=1 à 6) comprend un connecteur électrique respectif (60), connecté électriquement au brin (i) et à l’enveloppe satellite (11 ) et adapté, pour : en émission, délivrer un premier signal électrique, reçu par le connecteur (60), au brin (i=1 à 6) et à l’enveloppe satellite (11 ) pour rayonnement électromagnétique, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, en fonction dudit premier signal électrique ; et/ou en réception, pour recueillir un deuxième signal électrique issu de la transposition, par le brin de l’antenne (i=1 à 6) et par l’enveloppe satellite (11 ), d’un rayonnement électromagnétique reçu par l’antenne ; dans lequel, si N = 2, les projections orthogonales des deux brins sur la première paroi sont orthogonales et si N > 2, la projection orthogonale du nième brin sur la première paroi (12) est obtenue par une rotation de +2TT/N, n=2 à N, de la projection orthogonale du (n-1 )ième brin sur la première paroi (12), ladite plateforme satellite (10) comprenant un formateur de faisceau (50) adapté pour obtenir un signal de commande indiquant une directivité cible quelconque au sein d’un secteur angulaire de couverture et/ou une polarisation cible à mettre en oeuvre par le réseau d’antenne, ledit formateur de faisceau (50) comprenant un contrôleur (40) adapté pour calculer une atténuation et un déphasage sélectivement pour chaque antenne en fonction dudit signal de commande, ledit formateur de faisceaux (50) étant adapté pour : en émission, appliquer à chacun des premiers signaux électriques destinés aux N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne à laquelle ledit premier signal est destiné et délivrer au connecteur (60) associé à l’antenne ledit premier signal ainsi adapté ; et/ou en réception, appliquer, à chacun desdits deuxièmes signaux électriques recueillis par les connecteurs (60) des N antennes, lesdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne dont ledit premier signal provient.
2. Plateforme satellite (10) selon la revendication 1 , dans lequel les brins (i=1 à 6) sont fixés en périphérie de la première (12) ou deuxième (14) paroi dans le plan de laquelle ils s’étendent, lesdits brins (i=1 à 6) s’étendant en outre vers l’extérieur de ladite paroi.
3. Plateforme satellite (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les N brins s’étendent dans le plan de la première paroi.
4. Plateforme satellite (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel N >4.
5. Plateforme satellite (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, dans lequel les brins (i=1 à 6) sont réalisés en technologie Mètre ruban.
6. Plateforme satellite (10) selon l’une quelconque des revendications précédentes, comprenant un plan de masse (22) au niveau de la deuxième paroi (14) et parallèle à ladite deuxième paroi.
7. Procédé de mise en oeuvre d’un faisceau électromagnétique d’une plateforme satellite (10) comprenant :
- un satellite (13) délimité par une enveloppe satellite (11 ) constituée de parois métalliques (12, 14, 15) du satellite, lesdites parois comprenant une première paroi (12) destinée à faire face à la terre (25), une deuxième paroi (14) faisant face à la première paroi et des troisièmes parois (15) s’étendant depuis la première paroi jusqu’à la deuxième paroi ;
- un réseau de N antennes d’émission électromagnétique et/ou de réception électromagnétique (Ai, i=1 à 6), ledit procédé étant caractérisée en ce qu’il comprend les étapes suivantes, chaque antenne comprenant ladite enveloppe satellite (11 ) et un brin métallique (i=1 à 6) respectif s’étendant dans le plan de la première (12) ou deuxième (14) paroi et chaque antenne (Ai, i=1 à 6) comprenant un connecteur électrique respectif (60), connecté électriquement au brin (i) et à l’enveloppe satellite (11 ), selon lequel, si N = 2, les projections orthogonales des deux brins sur la première paroi sont orthogonales et si N > 2, la projection orthogonale du nième brin sur la première paroi (12) est obtenue par une rotation de +2TT/N, n=2 à N, de la projection orthogonale du (n-1 )ième brin sur la première paroi (12) :
- en émission : fourniture d’un premier signal électrique, reçu par le connecteur (60), au brin (i=1 à 6) et à l’enveloppe satellite (11 ) pour rayonnement électromagnétique, par le brin de l’antenne et par l’enveloppe satellite, en fonction dudit premier signal électrique ; et/ou
- en réception : recueil d’un deuxième signal électrique issu de la transposition, par le brin de l’antenne (i=1 à 6) et par l’enveloppe satellite (11 ), d’un rayonnement électromagnétique reçu par l’antenne ;
- obtention par un formateur de faisceau (50) de ladite plateforme satellite (10) d’un signal de commande indiquant une directivité cible quelconque au sein d’un secteur angulaire de couverture et/ou une polarisation cible à mettre en oeuvre par le réseau d’antenne, - calcul par un contrôleur (40) dudit formateur de faisceau (50) d’une atténuation et d’un déphasage sélectivement pour chaque antenne en fonction dudit signal de commande,
- en émission, application par ledit formateur de faisceaux (50) à chacun des premiers signaux électriques destinés aux N antennes, desdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne à laquelle ledit premier signal est destiné et délivrance au connecteur (60) associé à l’antenne dudit premier signal ainsi adapté ; et/ou
- en réception, application par ledit formateur de faisceaux (50) à chacun desdits deuxièmes signaux électriques recueillis par les connecteurs (60) des N antennes, desdits atténuation et déphasage calculés pour l’antenne dont ledit premier signal provient. Procédé de mise en oeuvre d’un faisceau électromagnétique d’une plateforme satellite (10) selon la revendication 7, selon lequel les brins (i=1 à 6) sont fixés en périphérie de la première (12) ou deuxième (14) paroi dans le plan de laquelle ils s’étendent, lesdits brins (i=1 à 6) s’étendant en outre vers l’extérieur de ladite paroi. Procédé de mise en oeuvre d’un faisceau électromagnétique d’une plateforme satellite (10), selon l’une des revendications 7 ou 8, selon lequel les N brins s’étendent dans le plan de la première paroi. Procédé de mise en oeuvre d’un faisceau électromagnétique d’une plateforme satellite (10) selon l’une quelconque des revendications 7 à 9, selon lequel N >4.
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