CA2006291C - Dispositif rayonnant bifrequence - Google Patents
Dispositif rayonnant bifrequenceInfo
- Publication number
- CA2006291C CA2006291C CA002006291A CA2006291A CA2006291C CA 2006291 C CA2006291 C CA 2006291C CA 002006291 A CA002006291 A CA 002006291A CA 2006291 A CA2006291 A CA 2006291A CA 2006291 C CA2006291 C CA 2006291C
- Authority
- CA
- Canada
- Prior art keywords
- waveguide
- excited
- radiating
- coaxial
- attacks
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01P—WAVEGUIDES; RESONATORS, LINES, OR OTHER DEVICES OF THE WAVEGUIDE TYPE
- H01P1/00—Auxiliary devices
- H01P1/16—Auxiliary devices for mode selection, e.g. mode suppression or mode promotion; for mode conversion
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q25/00—Antennas or antenna systems providing at least two radiating patterns
- H01Q25/04—Multimode antennas
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q5/00—Arrangements for simultaneous operation of antennas on two or more different wavebands, e.g. dual-band or multi-band arrangements
- H01Q5/40—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements
- H01Q5/45—Imbricated or interleaved structures; Combined or electromagnetically coupled arrangements, e.g. comprising two or more non-connected fed radiating elements using two or more feeds in association with a common reflecting, diffracting or refracting device
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Waveguide Aerials (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Waveguide Switches, Polarizers, And Phase Shifters (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
Abstract
Dispositif rayonnant bifréquence comprenant un guide d'onde rayonnant dans une première gamme de fréquences débouchant sur un élément rayonnant dans une seconde gamme de fréquences plus basse. L'invention trouve une application notamment dans le domaine des antennes.
Description
Dispositif rayonnant bifréquence L'invention concerne un dispositif rayonnant fonctionnant simultanément dans deux bandes de fréquences differentes ; ce dispositif pouvant générer dans chaque bande de fréquences deux polarisations orthogonales : linéaires ou circulaires.
L'intérêt de ce dispositif est qu'il est entièrement compact : il peut en particulier être utilisé dans une antenne multisource bibande - fonctionnant éventuellement dans deux polarisations.
Il peut également être utilisé dans tout élément rayonnant en guide d'onde nécessitant un fonctionnement à deux fréquences séparées et une excitation compacte à partir d'une alimentation en ligne TEM
(par exemple : ligne coxiale, triplaque ou microruban).
Les systèmes connus permettant un fonctionnement à deux fréquences nécessitent généralement :
. Soit l'utilisation de filtres permettant d'assurer une réjection efficace d'une bande de fréquences sur l'autre ;
. Soit la combinaison de deux types d'éléments rayonnants fonctionnant chacun dans sa bande de fréquences.
Dans ce dernier cas, il est difficile d'arriver à une surface équivalente égale pour les deux bandes de fréquences ce qui est préjudiciable à un bon fonctionnement en multisource.
Un dispositif de l'art connu, décrit dans le brevet fransais FR 2598034 (demande rl 8606127 du 28.04.1986) concerne un dispositif a joint tournant hyperfréquence, comprenant un guide circulaire principal constitué de deux parties situées dans le prolongement l'une de l'autre et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de leur axe de symétrie ; avec pour chacune de ces deux parties, deux accès orthogonaux à celle-ci et orthogonaux entre eux, et etant couplés aux sorties d'un premier coupleur hybride par l'intermédiaire de deux guides, et un guide à la coupure, ayant deux accès orthogonaux à celui-ci et orthogonaux entre eux ; un coupleur hybride étant relié
en entrée à ces deux guides.
Mais ces différents dispositifs sont encombrants et peu compatibles avec une utilisation en multisource.
Le dispositif de l'invention a pour objet de pallier ces Z00629~
inconvénients.
Le dispositif de l'invention propose, en effet, un dispositif rayonnant bifréquence utilisant deux éléments rayonnants et une discontinuité, le premier élément rayonnant étant un guide d'ondes, excité dans une première gamme de fréquences, débouchant sur le second élément rayonnant excité dans une seconde gamme de fréquences, ces deux éléments ayant un même axe de symétrie, caractérisé en ce que la première gamme de fréquences est supérieure à la seconde gamme de fréquences, en ce que le premier élément rayonnant est sous coupure iO vis-à-vis de la seconde gamme de fréquences pour assurer le découplage entre les signaux rayonnés par ces deux eléments et en ce que ces deux signaux ont la même ouverture rayonnante.
Avantageusement un tel élément présente les caractéristiques suivantes :
- Il est extrêmement compact ; la polarisation circulaire est ici directement générée à partir d'une ligne TEM sur une longueur inférieure à une longueur d'onde.
- il est muni d'accès arrières longitudinaux ; ce qui permet de coupler ces accès, sans câbles coaxiaux supplémentaires, à un répartiteur de puissance TEM émission et/ou réception parallèle à la section du guide, endroit où peuvent être également implantés les coupleurs hybrides de mise en quadrature.
- Il est utilisable sur toute antenne en polarisation circulaire où se pose un problème de compacité ou d'encombrement pour le dispositif de polarisation.
- Les surfaces équivalentes sont identiques dans chaque bande de fréquences puisqu'il s'agit de guides d'ondes alimentés en mode fondamental.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple n~n limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- Les figures 1, 2 et 3 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans II-II et III-III représentés sur la figure 1 ;
_ - 3 -- Les figures 4, 5 et 6 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale d'une première variante du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans V-V et VI-VI
représentés sur la figure 4 ;
- Les figures 7, 8 et 9 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale d'une deuxième variante du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans VIII-VIII et IX-IX représentés sur la figure 7 ;
- La figure lO illustre une vue en coupe longitudinale d'une troisième variante de l'invention.
Le dispositif de l'invention, tel que représenté aux figures 1, 2 et 3 est constitué par deux éléments rayonnants, par exemple deux guides lO et 11, de m8me axe longitudinal ; chaque guide étant excité
par une antenne imprimée en polarisation linéaire ou circulaire.
Le premier guide lO est excité à la fréquence haute, il est sous coupure vis-à-vis de la fréquence basse, directement générée dans le deuxième guide 11. Dans ce premier guide lO l'onde est excitée par une antenne piaquée ou imprimée 12, par exemple une plaque résonnante.
Le second guide 11 est excité à la fréquence basse par une antenne plate annulaire 13 connectée électriquement (soudée par exemple) dans sa partie centrale au premier guide d'onde lO. Cette antenne plate annulaire 13, ou anneau résonnant, constitue donc, en quelque sorte, un rebord annulaire du premier guide d'onde lO.
Chacune des antennes 12 et 13 est alimentée par des attaques coaxiales 14,15, 16 et 17. Dans le cas où on génére de la polarisation circulaire dans chacune des deux bandes de fréquences, chaque antenne est excitée par deux attaques coaxiales 14 et 15 pour les fréquences hautes, 16 et 17 pour les fréquences basses. Pour chaque antenne les attaques coaxiales adaptées sont situées à 9O l'une de l'autre relativement au centre des guides. Chaque attaque coaxiale est alimèntée en quadrature de phase par un coupleur hybride (coupleur 18 pour les fréquences hautes, coupleur l9 pour les fréquences basses).
On peut utiliser un coupleur hybride à branches par exemple.
De manière à améliorer l'ellipticité de l'onde (cas de la polarisation circulaire), les coupleurs hybrides peuvent être ~ Z006Z9l _ - 4 -déséquilibrés en amplitude.
Les coupleurs hybrldes peuvent également être remplacés par des "Tés", une voie du "Té" étant allongée d'une longueur électrique de 9oo.
5Comme représenté sur la figure 3, les attaques 16 et 17 du - deuxième guide 11 fréquences basses, sont situées à l'extérieur du contour du premier guide 10.
L'antenne imprimée fréquences hautes 12 est séparée du fond du guide 10 qui lui est associé par un diélectrique 20. L'antenne fréquences basses 13 est séparée du fond du guide 11 qui lui est associé par un diélectrique 21. La dimension du premier guide 10 est calculée pour que seul le mode fondamental puisse être à la fréquence haute et pour que le mode f`ondamental à la fréquence basse ne puisse pas se propager ; de ce fait l'isolation entre les accès dans la bande de fréquence basse est excellente.
La dimension du second guide d'onde 11 est calculée pour que :
- aux fréquences basses seul le mode fondamental puisse se propager, - aux fréquences hautes, seuls les modes non excitables puissent se propager : Ainsi, par exemple, dans le cas de guide cylindrique, le - 20 mode TM 11 est sous la coupure à la fréquence haute dans le deuxième guide 11, il ne nuit donc pas au rayonnement de l'ouverture du guide.
Le mode TM 01 peut se propager, mais n'est pas excitable étant donné
la symétrie de révolution des discontinuités.
En conséquence, pour chaque bande de fréquences, seuls les modes fondamentaux participent au rayonnement de l'ouverture du deuxième guide d'onde 11.
On peut utiliser le dispositif de l'invention, tel que représenté
à la figure 1, avec les dimensions suivantes :
. Pour l'élément rayonnant fréquences hautes :
30 - distance entre chacune des attaques coaxiales 14 et 15 et le centre du résonateur 12 de forme circulaire environ 11,5 mm ;
- épaisseur du diélectrique 20 : environ 3 mm ;
- épaisseur du résonateur 12 : environ 0,5 mm ;
- diamètre du résonateur 12, de forme circulaire : environ 24 mm ;
- diamètre du guide 10, de forme cylindrique : environ 35 mm ;
_ - 5 -- distance entre les fonds de guides : environ 40 mm.
. Pour l'élément rayonnant fréquences basses :
- distance entre chacune des attaques coaxiales 16 et 17 et le centre du résonateur 13 de forme circulaire : environ 22 mm ;
- épaisseur du dielectrique 21 : environ 3,3 mm ;
- épaisseur du résonateur 13 : environ 0,6 mm ;
- diamètre du résonateur 13, de forme anneau circulaire : environ 52 mm pour diamètre extérieur et environ 25 mm pour diamètre intérieur ;
- diamètre du guide 11, de forme cylindrique : environ 53,5 mm.
On peut alors obtenir les performances suivantes :
. Pour l'élément rayonnant fréquences hautes :
- bande de fréquences : 1,5 % (exemple 6400 MHZ - 6500 MHZ) ;
- adaptation TOS dans cette bande ~ 1,2 .
- découplage des attaques coaxiales ~ -20dB ;
- ellipticité avec coupleur hybride approprié ~ 0,5dB.
. Pour l'élément rayonnant fréquences basses :
- bande de fréquènces : 1,9 % (exemple 4160 MHZ - 4240 MHZ) ;
- adaptation TOS dans cette bande ~ 1,2 ;
- découplage des attaques coaxiales < -20dB ;
- ellipticité avec coupleur hybride approprié ~0,5dB.
Comme représenté sur les figures 4, 5 et 6, l'une, l'autre ou les deux antennes sont constituées par un double résonateur ce qui permet d'augmenter la bande passante du dispositif.
Le premier guide d'onde 10 est excité aux fréquences hautes par deux disques concentriques 12 et 22 espacés par un diélectrique 23.
Le second guide d'onde 11 est excité aux fréquences basses par deux anneaux concentriques 13 et 24. Les deux anneaux étant réalisés dans la masse, aucun diélectrique n'est utilisé pour l'espacement.
Comme représenté sur les figures 7, 8 et 9 l'une, l'autre ou les deux antennes sont constituées par un simple résonateur excité par quatre attaques coaxiales alimentées en quadrature (OU, + 90, + 180, + 270) par un dispositif composé d'un coupleur hybride 34 et de deux "souricières" ("Rat race" en anglais) ou anneaux hybrides, ou d'un coupleur hybride et de deux "Tés" adaptés. Chaque coupleur hybride, '_ chaque "souricière" ou "Té" est équilibré (coupleur 3dB) et génère ainsi dans le guide d'onde des polarisations circulaires. Le coupleur hybride produit ie quadrature de phase nécessaire à la polarisation circulaire. Les "souricières" ou "Tés", constituant en fait des dispositifs symétriseurs, peuvent, d'ailleurs, être remplacés par d'autres types de "balun" ("balance unit" en anglais) ou systèmes d'équilibrage.
On a alors quatre attaques coaxiales 25, 26, 27 et 28 et un dispositif d'excitation 29 pour l'antenne hautes fréquences, quatre attaques coaxiales 30, 31, 32 et 33 et un dispositif d'excitation 34 pour l'antenne basses fréquences.
Comme représenté sur la figure 10, le deuxième guide 11 peut également être réalisé par un réseau plan 40.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention.
Le dispositif de l'invention peut comporter un résonateur pour chaque bande comme représenté sur les figures 1, 2 et 3, deux résonateurs pour chaque bande, comme représenté sur les figures 4, 5 et 6, un résonateur quatre attaques coaxiales, une excitation appropriée pour chaque bande comme représenté sur les figures 7, 8 et 9, mais il peut également comporter plus de deux résonateurs pour chaque bande : trois, quatre Ces résonateurs ne sont pas forcément de forme circulaire : ils peuvent avoir une forme quelconque : circulaire, carrée, hexagonale, ou présenter des encoches ou accidents dissymétriques. Ils peuvent également présenter des évidements (surfaces non métallisées) de forme quelconque à l'intérieur de leur contour.
Ainsi les couches diélectriques 20, 21 et 23 de support de ces résonateurs 12, 13, 22 et 24 peuvent être remplacées partiellement ou totalement par d'autres types de supports (entretoises, colonnettes) en matière quelconque (conducteur ou isolant) connus de l'homme de l'art.
Ainsi ces résonateurs peuvent être prolongés hors de leur plan ou 200629~
-dans leur plan par des pièces métalliques pouvant ou non entrer en contact électrique avec la paroi du guide. Ainsi les guides utilisés peuvent être de forme circulaire, carrée, mais aussi hexagonale, polygonale, elliptique ou autre. Ils peuvent présenter des accidents tels que surépaisseurs ou sillons dans le sens horizontal, oblique ou transversal, ou présenter des accidents locaux tels que pions, iris, fentes. Ils peuvent également être globalement ou localement évasés ou rétrécis, ou les deux successivement, selon une loi déterminée par exemple.
Ainsi le dispositif de l'invention peut être alimenté par deux, par quatre mais aussi par un nombre plus grand d'accès, qui peuvent être connectés aux premiers résonateurs 12 et 13, mais aussi aux autres résonateurs 22, 24...
. ,
L'intérêt de ce dispositif est qu'il est entièrement compact : il peut en particulier être utilisé dans une antenne multisource bibande - fonctionnant éventuellement dans deux polarisations.
Il peut également être utilisé dans tout élément rayonnant en guide d'onde nécessitant un fonctionnement à deux fréquences séparées et une excitation compacte à partir d'une alimentation en ligne TEM
(par exemple : ligne coxiale, triplaque ou microruban).
Les systèmes connus permettant un fonctionnement à deux fréquences nécessitent généralement :
. Soit l'utilisation de filtres permettant d'assurer une réjection efficace d'une bande de fréquences sur l'autre ;
. Soit la combinaison de deux types d'éléments rayonnants fonctionnant chacun dans sa bande de fréquences.
Dans ce dernier cas, il est difficile d'arriver à une surface équivalente égale pour les deux bandes de fréquences ce qui est préjudiciable à un bon fonctionnement en multisource.
Un dispositif de l'art connu, décrit dans le brevet fransais FR 2598034 (demande rl 8606127 du 28.04.1986) concerne un dispositif a joint tournant hyperfréquence, comprenant un guide circulaire principal constitué de deux parties situées dans le prolongement l'une de l'autre et mobiles en rotation l'une par rapport à l'autre autour de leur axe de symétrie ; avec pour chacune de ces deux parties, deux accès orthogonaux à celle-ci et orthogonaux entre eux, et etant couplés aux sorties d'un premier coupleur hybride par l'intermédiaire de deux guides, et un guide à la coupure, ayant deux accès orthogonaux à celui-ci et orthogonaux entre eux ; un coupleur hybride étant relié
en entrée à ces deux guides.
Mais ces différents dispositifs sont encombrants et peu compatibles avec une utilisation en multisource.
Le dispositif de l'invention a pour objet de pallier ces Z00629~
inconvénients.
Le dispositif de l'invention propose, en effet, un dispositif rayonnant bifréquence utilisant deux éléments rayonnants et une discontinuité, le premier élément rayonnant étant un guide d'ondes, excité dans une première gamme de fréquences, débouchant sur le second élément rayonnant excité dans une seconde gamme de fréquences, ces deux éléments ayant un même axe de symétrie, caractérisé en ce que la première gamme de fréquences est supérieure à la seconde gamme de fréquences, en ce que le premier élément rayonnant est sous coupure iO vis-à-vis de la seconde gamme de fréquences pour assurer le découplage entre les signaux rayonnés par ces deux eléments et en ce que ces deux signaux ont la même ouverture rayonnante.
Avantageusement un tel élément présente les caractéristiques suivantes :
- Il est extrêmement compact ; la polarisation circulaire est ici directement générée à partir d'une ligne TEM sur une longueur inférieure à une longueur d'onde.
- il est muni d'accès arrières longitudinaux ; ce qui permet de coupler ces accès, sans câbles coaxiaux supplémentaires, à un répartiteur de puissance TEM émission et/ou réception parallèle à la section du guide, endroit où peuvent être également implantés les coupleurs hybrides de mise en quadrature.
- Il est utilisable sur toute antenne en polarisation circulaire où se pose un problème de compacité ou d'encombrement pour le dispositif de polarisation.
- Les surfaces équivalentes sont identiques dans chaque bande de fréquences puisqu'il s'agit de guides d'ondes alimentés en mode fondamental.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront d'ailleurs de la description qui va suivre, à titre d'exemple n~n limitatif, en référence aux figures annexées sur lesquelles :
- Les figures 1, 2 et 3 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans II-II et III-III représentés sur la figure 1 ;
_ - 3 -- Les figures 4, 5 et 6 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale d'une première variante du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans V-V et VI-VI
représentés sur la figure 4 ;
- Les figures 7, 8 et 9 illustrent respectivement une vue en coupe longitudinale d'une deuxième variante du dispositif de l'invention, et deux vues en coupes transversales selon les plans VIII-VIII et IX-IX représentés sur la figure 7 ;
- La figure lO illustre une vue en coupe longitudinale d'une troisième variante de l'invention.
Le dispositif de l'invention, tel que représenté aux figures 1, 2 et 3 est constitué par deux éléments rayonnants, par exemple deux guides lO et 11, de m8me axe longitudinal ; chaque guide étant excité
par une antenne imprimée en polarisation linéaire ou circulaire.
Le premier guide lO est excité à la fréquence haute, il est sous coupure vis-à-vis de la fréquence basse, directement générée dans le deuxième guide 11. Dans ce premier guide lO l'onde est excitée par une antenne piaquée ou imprimée 12, par exemple une plaque résonnante.
Le second guide 11 est excité à la fréquence basse par une antenne plate annulaire 13 connectée électriquement (soudée par exemple) dans sa partie centrale au premier guide d'onde lO. Cette antenne plate annulaire 13, ou anneau résonnant, constitue donc, en quelque sorte, un rebord annulaire du premier guide d'onde lO.
Chacune des antennes 12 et 13 est alimentée par des attaques coaxiales 14,15, 16 et 17. Dans le cas où on génére de la polarisation circulaire dans chacune des deux bandes de fréquences, chaque antenne est excitée par deux attaques coaxiales 14 et 15 pour les fréquences hautes, 16 et 17 pour les fréquences basses. Pour chaque antenne les attaques coaxiales adaptées sont situées à 9O l'une de l'autre relativement au centre des guides. Chaque attaque coaxiale est alimèntée en quadrature de phase par un coupleur hybride (coupleur 18 pour les fréquences hautes, coupleur l9 pour les fréquences basses).
On peut utiliser un coupleur hybride à branches par exemple.
De manière à améliorer l'ellipticité de l'onde (cas de la polarisation circulaire), les coupleurs hybrides peuvent être ~ Z006Z9l _ - 4 -déséquilibrés en amplitude.
Les coupleurs hybrldes peuvent également être remplacés par des "Tés", une voie du "Té" étant allongée d'une longueur électrique de 9oo.
5Comme représenté sur la figure 3, les attaques 16 et 17 du - deuxième guide 11 fréquences basses, sont situées à l'extérieur du contour du premier guide 10.
L'antenne imprimée fréquences hautes 12 est séparée du fond du guide 10 qui lui est associé par un diélectrique 20. L'antenne fréquences basses 13 est séparée du fond du guide 11 qui lui est associé par un diélectrique 21. La dimension du premier guide 10 est calculée pour que seul le mode fondamental puisse être à la fréquence haute et pour que le mode f`ondamental à la fréquence basse ne puisse pas se propager ; de ce fait l'isolation entre les accès dans la bande de fréquence basse est excellente.
La dimension du second guide d'onde 11 est calculée pour que :
- aux fréquences basses seul le mode fondamental puisse se propager, - aux fréquences hautes, seuls les modes non excitables puissent se propager : Ainsi, par exemple, dans le cas de guide cylindrique, le - 20 mode TM 11 est sous la coupure à la fréquence haute dans le deuxième guide 11, il ne nuit donc pas au rayonnement de l'ouverture du guide.
Le mode TM 01 peut se propager, mais n'est pas excitable étant donné
la symétrie de révolution des discontinuités.
En conséquence, pour chaque bande de fréquences, seuls les modes fondamentaux participent au rayonnement de l'ouverture du deuxième guide d'onde 11.
On peut utiliser le dispositif de l'invention, tel que représenté
à la figure 1, avec les dimensions suivantes :
. Pour l'élément rayonnant fréquences hautes :
30 - distance entre chacune des attaques coaxiales 14 et 15 et le centre du résonateur 12 de forme circulaire environ 11,5 mm ;
- épaisseur du diélectrique 20 : environ 3 mm ;
- épaisseur du résonateur 12 : environ 0,5 mm ;
- diamètre du résonateur 12, de forme circulaire : environ 24 mm ;
- diamètre du guide 10, de forme cylindrique : environ 35 mm ;
_ - 5 -- distance entre les fonds de guides : environ 40 mm.
. Pour l'élément rayonnant fréquences basses :
- distance entre chacune des attaques coaxiales 16 et 17 et le centre du résonateur 13 de forme circulaire : environ 22 mm ;
- épaisseur du dielectrique 21 : environ 3,3 mm ;
- épaisseur du résonateur 13 : environ 0,6 mm ;
- diamètre du résonateur 13, de forme anneau circulaire : environ 52 mm pour diamètre extérieur et environ 25 mm pour diamètre intérieur ;
- diamètre du guide 11, de forme cylindrique : environ 53,5 mm.
On peut alors obtenir les performances suivantes :
. Pour l'élément rayonnant fréquences hautes :
- bande de fréquences : 1,5 % (exemple 6400 MHZ - 6500 MHZ) ;
- adaptation TOS dans cette bande ~ 1,2 .
- découplage des attaques coaxiales ~ -20dB ;
- ellipticité avec coupleur hybride approprié ~ 0,5dB.
. Pour l'élément rayonnant fréquences basses :
- bande de fréquènces : 1,9 % (exemple 4160 MHZ - 4240 MHZ) ;
- adaptation TOS dans cette bande ~ 1,2 ;
- découplage des attaques coaxiales < -20dB ;
- ellipticité avec coupleur hybride approprié ~0,5dB.
Comme représenté sur les figures 4, 5 et 6, l'une, l'autre ou les deux antennes sont constituées par un double résonateur ce qui permet d'augmenter la bande passante du dispositif.
Le premier guide d'onde 10 est excité aux fréquences hautes par deux disques concentriques 12 et 22 espacés par un diélectrique 23.
Le second guide d'onde 11 est excité aux fréquences basses par deux anneaux concentriques 13 et 24. Les deux anneaux étant réalisés dans la masse, aucun diélectrique n'est utilisé pour l'espacement.
Comme représenté sur les figures 7, 8 et 9 l'une, l'autre ou les deux antennes sont constituées par un simple résonateur excité par quatre attaques coaxiales alimentées en quadrature (OU, + 90, + 180, + 270) par un dispositif composé d'un coupleur hybride 34 et de deux "souricières" ("Rat race" en anglais) ou anneaux hybrides, ou d'un coupleur hybride et de deux "Tés" adaptés. Chaque coupleur hybride, '_ chaque "souricière" ou "Té" est équilibré (coupleur 3dB) et génère ainsi dans le guide d'onde des polarisations circulaires. Le coupleur hybride produit ie quadrature de phase nécessaire à la polarisation circulaire. Les "souricières" ou "Tés", constituant en fait des dispositifs symétriseurs, peuvent, d'ailleurs, être remplacés par d'autres types de "balun" ("balance unit" en anglais) ou systèmes d'équilibrage.
On a alors quatre attaques coaxiales 25, 26, 27 et 28 et un dispositif d'excitation 29 pour l'antenne hautes fréquences, quatre attaques coaxiales 30, 31, 32 et 33 et un dispositif d'excitation 34 pour l'antenne basses fréquences.
Comme représenté sur la figure 10, le deuxième guide 11 peut également être réalisé par un réseau plan 40.
Il est bien entendu que la présente invention n'a été décrite et représentée qu'à titre d'exemple préférentiel et que l'on pourra remplacer ses éléments constitutifs par des éléments équivalents sans, pour autant, sortir du cadre de l'invention.
Le dispositif de l'invention peut comporter un résonateur pour chaque bande comme représenté sur les figures 1, 2 et 3, deux résonateurs pour chaque bande, comme représenté sur les figures 4, 5 et 6, un résonateur quatre attaques coaxiales, une excitation appropriée pour chaque bande comme représenté sur les figures 7, 8 et 9, mais il peut également comporter plus de deux résonateurs pour chaque bande : trois, quatre Ces résonateurs ne sont pas forcément de forme circulaire : ils peuvent avoir une forme quelconque : circulaire, carrée, hexagonale, ou présenter des encoches ou accidents dissymétriques. Ils peuvent également présenter des évidements (surfaces non métallisées) de forme quelconque à l'intérieur de leur contour.
Ainsi les couches diélectriques 20, 21 et 23 de support de ces résonateurs 12, 13, 22 et 24 peuvent être remplacées partiellement ou totalement par d'autres types de supports (entretoises, colonnettes) en matière quelconque (conducteur ou isolant) connus de l'homme de l'art.
Ainsi ces résonateurs peuvent être prolongés hors de leur plan ou 200629~
-dans leur plan par des pièces métalliques pouvant ou non entrer en contact électrique avec la paroi du guide. Ainsi les guides utilisés peuvent être de forme circulaire, carrée, mais aussi hexagonale, polygonale, elliptique ou autre. Ils peuvent présenter des accidents tels que surépaisseurs ou sillons dans le sens horizontal, oblique ou transversal, ou présenter des accidents locaux tels que pions, iris, fentes. Ils peuvent également être globalement ou localement évasés ou rétrécis, ou les deux successivement, selon une loi déterminée par exemple.
Ainsi le dispositif de l'invention peut être alimenté par deux, par quatre mais aussi par un nombre plus grand d'accès, qui peuvent être connectés aux premiers résonateurs 12 et 13, mais aussi aux autres résonateurs 22, 24...
. ,
Claims (9)
1/ Dispositif rayonnant bifréquence utilisant deux éléments rayonnants (10, 11) et une discontinuité, le premier élément rayonnant (10) étant un guide d'onde (10), excité dans une première gamme de fréquences, débouchant sur le second élément rayonnant (11) excité dans une seconde gamme de fréquences, ces deux éléments (10 et 11) ayant un même axe de symétrie, caractérisé en ce que la première gamme de fréquences est supérieure à la seconde gamme de fréquences, en ce que le premier élément rayonnant (10) est sous coupure vis-à-vis de la seconde gamme de fréquences pour assurer le découplage entre les signaux rayonnés par ces deux éléments (10, 11) et en ce que ces deux signaux ont la même ouverture rayonnante.
2/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le premier élément (10) est un guide d'onde excité par une plaque résonnante (12) et en ce que le second élément est un guide d'onde (11) excité par un anneau résonnant (13) connecté électriquement dans sa partie centrale au premier guide d'onde (10) ; cet anneau résonnant (13) constituant un rebord du premier guide d'onde (10), la polarisation étant linéaire ou circulaire.
3/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les antennes, formées respectivement par la plaque résonnante (12) et par l'anneau résonnant (13), sont alimentées par des attaques coaxiales (14, 15, 16, 17).
4/ Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que pour chaque antenne (12, 13), les attaques coaxiales (14, 15 ; 16, 17) adaptées sont situées à 90° l'une de l'autre relativement au centre des guides, chaque attaque coaxiale étant alimentée en quadrature de phase par un coupleur hybride (18, 19).
5/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que l'antenne fréquences hautes (12) est séparée du fond du guide (10) qui lui est associé par un diélectrique (20), et en ce que l'antenne fréquences basses (13) est séparée du fond du guide (11) qui lui est associé par un diélectrique (21).
6/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les deux antennes sont constituées par un double résonateur ce qui permet d'augmenter la bande passante du dispositif.
7/ Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier guide d'onde (10) est excité aux fréquences hautes par deux disques concentriques (12 et 22) espacés par un diélectrique (23), et en ce que le second guide d'onde (11) est excité aux fréquences basses par deux anneaux concentriques (13 et 24), les deux anneaux étant réalisés dans la masse.
8/ Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins l'une des deux antennes est constituée par un simple résonateur excité
par quatre attaques coaxiales (25, 26, 27, 28 ; 30, 31, 32, 33) alimentées en quadrature.
par quatre attaques coaxiales (25, 26, 27, 28 ; 30, 31, 32, 33) alimentées en quadrature.
9/ Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le second élément rayonnant est un réseau plan (40).
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8817184A FR2641133B1 (fr) | 1988-12-26 | 1988-12-26 | |
| FR8817184 | 1988-12-26 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CA2006291A1 CA2006291A1 (fr) | 1990-06-26 |
| CA2006291C true CA2006291C (fr) | 1994-02-08 |
Family
ID=9373421
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CA002006291A Expired - Fee Related CA2006291C (fr) | 1988-12-26 | 1989-12-21 | Dispositif rayonnant bifrequence |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5001444A (fr) |
| EP (1) | EP0377155B1 (fr) |
| JP (1) | JP2953721B2 (fr) |
| CA (1) | CA2006291C (fr) |
| DE (1) | DE68918426T2 (fr) |
| FR (1) | FR2641133B1 (fr) |
Families Citing this family (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2668305B1 (fr) * | 1990-10-18 | 1992-12-04 | Alcatel Espace | Dispositif d'alimentation d'un element rayonnant fonctionnant en double polarisation. |
| JP2526537B2 (ja) * | 1991-08-30 | 1996-08-21 | 日本電装株式会社 | 配管内エネルギ―供給システム |
| US5276457A (en) * | 1992-02-14 | 1994-01-04 | E-Systems, Inc. | Integrated antenna-converter system in a unitary package |
| US5434585A (en) * | 1992-11-20 | 1995-07-18 | Gardiner Communications, Inc. | Microwave antenna having a ground isolated feedhorn |
| TW344152B (en) * | 1995-07-19 | 1998-11-01 | Alps Electric Co Ltd | Outdoor converter for receiving satellite broadcast |
| US6078297A (en) * | 1998-03-25 | 2000-06-20 | The Boeing Company | Compact dual circularly polarized waveguide radiating element |
| KR100706614B1 (ko) * | 2005-09-29 | 2007-04-12 | 한국전자통신연구원 | 높은 격리도를 갖는 송수신 분리형 안테나 |
| US7636063B2 (en) * | 2005-12-02 | 2009-12-22 | Eswarappa Channabasappa | Compact broadband patch antenna |
| US8102330B1 (en) * | 2009-05-14 | 2012-01-24 | Ball Aerospace & Technologies Corp. | Dual band circularly polarized feed |
| US8427382B2 (en) * | 2010-07-29 | 2013-04-23 | Raytheon Company | Power combiner/divider for coupling N-coaxial input/outputs to a waveguide via a matching plate to provide minimized reflection |
| US9774069B2 (en) | 2015-09-15 | 2017-09-26 | Raytheon Company | N-way coaxial-to-coaxial combiner/divider |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2118848B1 (fr) * | 1970-12-22 | 1974-03-22 | Thomson Csf | |
| US3731235A (en) * | 1971-11-03 | 1973-05-01 | Gte Sylvania Inc | Dual polarized diplexer |
| US3864687A (en) * | 1973-06-18 | 1975-02-04 | Cubic Corp | Coaxial horn antenna |
| FR2429504A1 (fr) * | 1978-06-19 | 1980-01-18 | France Etat | Doublet et antenne en plaques a polarisation circulaire |
| US4434425A (en) * | 1982-02-02 | 1984-02-28 | Gte Products Corporation | Multiple ring dipole array |
| FR2593644B1 (fr) * | 1986-01-28 | 1988-03-11 | Alcatel Espace | Dispositif duplexeur de polarisation et de frequences a trois acces. |
| DE3634772A1 (de) * | 1986-09-08 | 1988-03-17 | Kabelmetal Electro Gmbh | Antennenerreger fuer mindestens zwei unterschiedliche frequenzbaender |
-
1988
- 1988-12-26 FR FR8817184A patent/FR2641133B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1989
- 1989-12-15 DE DE68918426T patent/DE68918426T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-15 EP EP89123208A patent/EP0377155B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1989-12-21 CA CA002006291A patent/CA2006291C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-22 US US07/454,825 patent/US5001444A/en not_active Expired - Fee Related
- 1989-12-25 JP JP1336192A patent/JP2953721B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2641133A1 (fr) | 1990-06-29 |
| DE68918426T2 (de) | 1995-01-19 |
| CA2006291A1 (fr) | 1990-06-26 |
| FR2641133B1 (fr) | 1991-05-17 |
| DE68918426D1 (de) | 1994-10-27 |
| EP0377155B1 (fr) | 1994-09-21 |
| US5001444A (en) | 1991-03-19 |
| EP0377155A1 (fr) | 1990-07-11 |
| JPH02222203A (ja) | 1990-09-05 |
| JP2953721B2 (ja) | 1999-09-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CA1290449C (fr) | Dispositif d'excitation d'un guide d'onde en polarisation circulaire par une antenne plane | |
| EP0426972B1 (fr) | Antenne plane | |
| EP0403910B1 (fr) | Elément rayonnant diplexant | |
| EP2869400B1 (fr) | Répartiteur de puissance compact bipolarisation, réseau de plusieurs répartiteurs, élément rayonnant compact et antenne plane comportant un tel répartiteur | |
| CA2053643C (fr) | Dispositif d'alimentation d'un element rayonnant fonctionnant en double polarisation | |
| CA2004870C (fr) | Dispositif rayonnant multifrequence | |
| FR2810163A1 (fr) | Perfectionnement aux antennes-sources d'emission/reception d'ondes electromagnetiques | |
| CA2006291C (fr) | Dispositif rayonnant bifrequence | |
| EP0518271A1 (fr) | Antenne hyperfréquence élémentaire bipolarisée | |
| FR3024802A1 (fr) | Source multibande a cornet coaxial avec systemes de poursuite monopulse pour antenne a reflecteur | |
| EP0605338B1 (fr) | Antenne plaquée à double polarisation et dispositif d'émission/réception correspondant | |
| EP0463263B1 (fr) | Antenne omnidirective en polarisation circulaire transversale à maximum de gain sous l'horizon | |
| CA2808511C (fr) | Antenne plane pour terminal fonctionnant en double polarisation circulaire, terminal aeroporte et systeme de telecommunication par satellite comportant au moins une telle antenne | |
| EP0020196B1 (fr) | Antenne réseau hyperfréquence du type disque avec son dispositif d'alimentation, et application aux radars d'écartométrie | |
| EP0477102B1 (fr) | Réseau directif pour radiocommunications, à éléments rayonnants adjacents et ensemble de tels réseaux directifs | |
| BE1011665A5 (fr) | Dispositif d'antennes spirales perfectionné | |
| CA2327371C (fr) | Source rayonnante pour antenne d'emission et de reception destinee a etre installee a bord d'un satellite | |
| FR2705167A1 (fr) | Antenne plaquée large bande à encombrement réduit, et dispositif d'émission/réception correspondant. | |
| EP2092592B1 (fr) | Coupleur à bande de fonctionnement ultra large de jonction à mode orthogonal | |
| FR2522888A1 (fr) | Antenne a double reflecteur a transformateur de polarisation incorpore | |
| FR2544554A1 (fr) | Element rayonnant ou recepteur de signaux hyperfrequences a polarisations circulaires gauche et droite et antenne plane comprenant un reseau de tels elements juxtaposes |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EEER | Examination request | ||
| MKLA | Lapsed |