EP1387437A1 - Array antenna for reflector systems - Google Patents

Array antenna for reflector systems Download PDF

Info

Publication number
EP1387437A1
EP1387437A1 EP03291727A EP03291727A EP1387437A1 EP 1387437 A1 EP1387437 A1 EP 1387437A1 EP 03291727 A EP03291727 A EP 03291727A EP 03291727 A EP03291727 A EP 03291727A EP 1387437 A1 EP1387437 A1 EP 1387437A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
bip
antenna according
frequency
arrangement
network
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.)
Ceased
Application number
EP03291727A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Hervé Legay
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Alcatel Lucent SAS
Original Assignee
Alcatel CIT SA
Alcatel SA
Alcatel Lucent SAS
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Alcatel CIT SA, Alcatel SA, Alcatel Lucent SAS filed Critical Alcatel CIT SA
Publication of EP1387437A1 publication Critical patent/EP1387437A1/en
Ceased legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
    • H01Q15/00—Devices for reflection, refraction, diffraction or polarisation of waves radiated from an antenna, e.g. quasi-optical devices
    • H01Q15/0006—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices
    • H01Q15/0013—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective
    • H01Q15/0026—Devices acting selectively as reflecting surface, as diffracting or as refracting device, e.g. frequency filtering or angular spatial filtering devices said selective devices working as frequency-selective reflecting surfaces, e.g. FSS, dichroic plates, surfaces being partly transmissive and reflective said selective devices having a stacked geometry or having multiple layers

Definitions

  • the present invention relates to the field of telecommunications. It relates more particularly to an antenna of multisource telecommunications. This multisource antenna can in particular be used in a reflector system.
  • the present invention aims to provide an antenna multiband directive that is compact, so as to overcome problems of congestion related to the prior art represented by the reflective antenna dual-band source and the system with two planar antennas.
  • the object of the present invention is therefore to remedy the problems above.
  • the energy radiated by each of the sources of excitation is channeled over an apparent surface more important, while avoiding coupling between sources.
  • the source equivalent to the level of selectivity means is sufficient directive not to generate overflow losses, interleaving allowing to reduce losses by overlapping between two spots.
  • said means of spatial selectivity and frequency include a Photonic Forbidden Band network said BEEP.
  • the BIP network comprises a arrangement of dielectric plates with one-dimensional periodicity (says 1D arrangement).
  • the BIP network comprises a arrangement of dielectric bars with a periodicity of two dimensions (known as 2D arrangement).
  • the BIP network comprises a arrangement of dielectric bars with a periodicity of three dimensions (known as 3D arrangement), like a pile of wood.
  • the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic patterns.
  • the BIP network comprises a periodic arrangement of slots in the ground plane.
  • the BIP network comprises a arrangement of metallic wires.
  • said excitation sources form a passive focal network, the interlacing of the radiating openings associated with each source of the passive focal network generating a channel of radiated energy on an apparent surface enlarged at the level of BIP network.
  • the excitation sources operate in different frequency bands and at the same aperture radiant.
  • the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic wires, part of these wires being locally and periodically removed. These metallization withdrawals allow a second operating band to be produced, independent of the first.
  • the BIP network comprises a periodic arrangement of dielectric plates, the thickness of one of them it being modified compared to the others. This break in periodicity allows a second operating band, independent of the first one.
  • the BIP network comprises at least two metal plates with resonant patterns resonant to their own operating frequency and transparent to the other frequency of resonance.
  • the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic patterns, and an arrangement periodic of slots in a ground plane. These periodic arrangements are resonant at their own frequency of operation and transparent at the other resonant frequency.
  • one of the metal plates forms a reflecting surface at the highest frequency and is transparent at the lowest operating frequency, being then placed at a length of half a wavelength corresponding to this high frequency of the ground plane (70), and in that a second metal plate forms a surface reflecting at the frequency and is transparent at the higher frequency (f h ), the latter being placed at a length of half a length of wave corresponding to this low frequency of the ground plane.
  • At least one of the sources works in one receiving frequency band and another from the sources operates in a transmit frequency band.
  • it is intended for operation in a reflector system.
  • the object of the present invention is to apply the potential of these antennas to innovative antenna concepts for satellite telecommunications systems (antenna on board a vehicle satellite or antenna type).
  • a BIP network can be realized by a periodic arrangement of metallic patterns, or dielectric patterns.
  • metallic patterns or dielectric patterns.
  • dielectric patterns Of course, there are countless ways to make a BIP network. For reasons of conciseness, it will be detailed, in the present request, only the networks to dielectric patterns or those with metallic patterns.
  • a BIP network can be made up of a regular arrangement of dielectric plates of permittivity ⁇ r1 and of thickness ⁇ / 4 sqrt ( ⁇ r1 ) and spaced by a medium of lower permittivity ⁇ r2 and of thickness ⁇ / 4 sqrt ( ⁇ r2 ). It can also be produced by an arrangement of dielectric bars of very high permittivity, and distant from ⁇ / 4.
  • a network with dielectric plates is for example in French patent application No. FR 99 14521.
  • FIG. 2 represents a multisource antenna 4.
  • This antenna comprises a focal network 5 and a BIP network consisting of an arrangement of dielectric plates 61.62 placed above the ground plane 70 on which are engraved with excitation probes 51,52, ... 5n forming the network 5.
  • This periodic arrangement of dielectric plates defines a resonant cavity.
  • the wave emitted by the excitation probe is then distributed over a large radiant surface.
  • the size of this surface depends on the reflectivity of the dielectric (or metallic layers in the case of grids metal).
  • the BIP network of FIG. 2a illustrates an arrangement one-dimensional dielectric plates.
  • Figures 2b, 2c and 2d respectively illustrate crystals electromagnetic dielectric with a periodicity at one, two and three dimensions.
  • the network 6 allows the interleaving of the radiant openings associated with each source of the passive focal network. he is to channel the energy radiated on an apparent surface more important than exciting sources, while avoiding too much coupling high between them.
  • the sources of the passive focal network thus become more directives that the surface they occupy in the lower network 5, and the overflow losses decrease.
  • sources frequency selective can be pellets microstrips, dielectric resonators or non-resonant slots, connected to frequency selective filters.
  • FIG. 3 represents a multisource antenna 7 according to a second embodiment of the invention.
  • two pads 81.82 are excited by two 91.92 excitation probes in two modes.
  • These two modes can be a fundamental mode and a harmonic, for example.
  • the antenna 7 is capable of producing several sources directives, operating in several frequency bands, in the same radiant opening. This results in a very significant space saving.
  • the arrangement of the dielectric layers 61,62 can be determined so as to generate several distinct resonances in the BIP material. Arrangements specific dielectric layers 61,62 (or metallized in the frame of metallized patterns) can in particular lead to bands of operation of the BIP material adapted to the ratio specific to the application, and no longer regularly spaced.
  • multiband BIP networks can be obtained using metallic BIP networks with resonant patterns. It is then a question of optimizing two BIP networks at each of the operating frequencies. Layers are resonant at their own frequency of operation and transparent to the other resonant frequency. This is a principle analogous to that of frequency selective surfaces. interweave these reflective layers, so as to respect the rules of distances between different layers operating at the same frequency ( ⁇ / 4), as well as the distance between the ground plane and the metallized layer associated with each operating frequency ( ⁇ / 2).
  • FIG. 4 represents such a BIP network produced in the form of metallic patterns.
  • it can be made of metal wires of the same direction, and distant from ⁇ / 4, or of a grid made up of two networks of orthogonal metal wires.
  • This type of BIP network is for example described in the French patent application filed by the applicant on 1 September 1997 under reference No 97 FR 10842.
  • Figure 1 of this application is shown an embodiment of a network BIP whose reflective surface consists of metallic patterns. In this case, these are circular pellets or rings. We can also consider braces, tripoles, etc.
  • the reflecting structure is consisting only of an interface. There may, however, be more than one. 40 as in FIG. 4. In this case, the metallized interfaces must be distant from ⁇ / 4 from each other. The main thing is to have the structure reflecting at ⁇ / 2 of the ground plane.
  • patch 41 can also be made by a slot in the plane of ground, or by a dielectric resonator, etc ...
  • FIG. 5 illustrates such an excitation by a slot 42.
  • the advantage of the implantation of such a slot is to allow feeding by a guide 43, and to be able to carry out the filtering necessary for the proper functioning of the antenna by a guide technology filter.
  • Iris 44 are implanted in the guide to allow adaptation. Such irises are, for example, described in the French patent application filed by the Applicant and cited above.
  • FIG. 6 illustrates an antenna 7 with an array 6 of layers dielectric, fed by a slot 42 '.
  • the main thing for this slot is that it is non-resonant, to limit the couplings between neighboring slots.
  • FIG. 7 represents an antenna according to an embodiment of the invention.
  • the 6 BIP network used is of the metallic type whose layers 61.62 are not resonant. They are made up of wires or tracks metal.
  • the network excitation means has not been illustrated.
  • FIG. 8 a multisource antenna is illustrated according to an embodiment of the invention.
  • Network 6, for simplicity, is made by a single resonant interface at each frequency.
  • the antenna 7 has two exciters 81, 82 operating at a respective natural frequency. These exciters are, in the figure, separate pellets placed side by side, but they can be slots.
  • the exciter can also be a dual band exciter, with one or two ports, such as a "patch" with a slit in the center, as illustrated by the partial representation of the variant in FIG. 9.
  • a reflecting surface at the highest frequency f h , and transparent at the lowest operating frequency f b , is placed at ⁇ fh / 2 from the ground plane.
  • the second reflecting surface at the frequency f b , and transparent at f h is placed at ⁇ fb / 2 from the ground plane.
  • the reflective interface at the highest frequency consists of the metallic patterns 45 of smaller size.
  • the distance between the patterns can be used to adjust the reflectivity of the interface. We may want a lower reflectivity, and compensate for it by a greater number of interfaces. In this case, the realization of elements multiband radiant is achieved by an interlacing of different structures operating at each frequency, as illustrated in Figure 10.
  • this can be done by locally modifying the thickness of a dielectric layer (or of a bar for 2D or 3D structures).
  • a reflective surface at a frequency consisting of perforated patterns and a reflective surface made up of metallic patterns, such as the element radiating operating at two separate bands of Figure 14 comprising a multiresonator structure with metallic resonators 47 and slots 46.
  • one of the sources can operate in a band Rx receiving frequency and another source can work in a transmission frequency Tx band.

Landscapes

  • Aerials With Secondary Devices (AREA)
  • Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
  • Waveguide Aerials (AREA)

Abstract

A multiple source spacecraft reflector antenna feed (7) has photonic band stop spatial and frequency selective surfaces using dielectric plates (61, 62), 2 or 3 dimensional periodic dielectric bar arrays, periodic metal patterns, ground plane slots, wires and tuned to different transmit and receive frequencies and at half wave for the reflection frequency above the ground plane for use with interlaced separate feed elements (81, 91, 82, 92).

Description

La présente invention est relative au domaine des télécommunications. Elle concerne plus particulièrement une antenne de télécommunications multisources. Cette antenne multisources peut notamment être utilisée dans un système à réflecteur.The present invention relates to the field of telecommunications. It relates more particularly to an antenna of multisource telecommunications. This multisource antenna can in particular be used in a reflector system.

Les systèmes focalisants sont couramment utilisés dans le domaine spatial car leurs performances permettent la couverture de plusieurs zones terrestres. Cependant, il n'est pas possible de réaliser une grille régulière de couvertures ou spots contigus avec une antenne à réflecteur associée à un réseau de multisources passives, chacune d'entre elles définissant un accès spot. Les sources d'un tel réseau focal passif doivent répondre à deux contraintes antagonistes :

  • la taille maximale des sources est limitée par la maille du réseau focal, et dépend directement de l'espacement entre les spots,
  • cette taille maximale est insuffisante ; le réflecteur étant mal illuminé, le rendement d'illumination est affecté de pertes par débordement ("spill over" en anglais) très élevées, et ne tient pas les spécifications demandées en termes de gain d'antenne requis.
Focusing systems are commonly used in the space domain because their performance allows the coverage of several terrestrial areas. However, it is not possible to produce a regular grid of contiguous covers or spots with a reflector antenna associated with a network of passive multisources, each of them defining a spot access. The sources of such a passive focal network must respond to two conflicting constraints:
  • the maximum size of the sources is limited by the mesh of the focal network, and depends directly on the spacing between the spots,
  • this maximum size is insufficient; the reflector being poorly illuminated, the illumination efficiency is affected by very high spill over losses, and does not meet the specifications requested in terms of required antenna gain.

Il s'ensuit qu'une couverture régulière de spots se réalise soit avec un système de quatre antennes réflecteur couplées à des multisources passives (ce qui représente la solution standard adoptée pour des couvertures en bande Ka), soit avec une seule antenne active ("FAFR" pour Focal Array Fed Reflector en anglais) dont le formateur de faisceau est complexe, et demeure toujours un point critique.It follows that regular coverage of spots is achieved either with a system of four reflective antennas coupled to multisources passive (which represents the standard solution adopted for Ka-band coverage), either with a single active antenna ("FAFR" for Focal Array Fed Reflector in English) whose beam former is complex, and always remains a critical point.

En effet, pour illuminer correctement un système 1 à réflecteur 2 avec un réseau 3 multisources, il est nécessaire d'entrelacer les sources primaires, comme le montre la figure 1. Une source primaire est alors réalisée par la combinaison de plusieurs sources de plus petite taille (FAFR et BFN associés). Des amplificateurs doivent être placés entre les sources et le formateur de faisceaux. Cette solution est, à l'évidence, complexe et chère.Indeed, to correctly illuminate a system 1 with reflector 2 with a multisource network 3, it is necessary to interleave the sources primary, as shown in Figure 1. A primary source is then achieved by combining several smaller sources (FAFR and associated BFN). Amplifiers should be placed between sources and the beam former. This solution is obviously complex and Dear.

Par ailleurs, outre l'objectif d'une antenne multisources pour couverture multispots, la présente invention vise à proposer une antenne directive multibande qui soit compacte, de manière à pallier les problèmes d'encombrement lié à l'art antérieur que représente l'antenne réflecteur à source bi-bandes et le système à deux antennes planes.In addition, in addition to the objective of a multisource antenna for multispot coverage, the present invention aims to provide an antenna multiband directive that is compact, so as to overcome problems of congestion related to the prior art represented by the reflective antenna dual-band source and the system with two planar antennas.

La présente invention a donc pour but de rémédier aux problèmes énoncés ci-dessus.The object of the present invention is therefore to remedy the problems above.

L'invention a donc pour objet une antenne multisources, caractérisée en ce que l'antenne comprend :

  • au moins deux sources d'excitation,
  • des moyens de sélectivité spatiale et fréquentielle apte à canaliser spatialement l'énergie captée/rayonnée par lesdites sources d'excitation, et à permettre un découplage fréquentiel entre les bandes correspondantes respectivement aux ondes reçues/émises par les sources,
       les sources étant agencées sur un plan de masse de sorte à générer un entrelacement d'ouvertures rayonnantes au niveau desdits moyens de sélectivité.
The subject of the invention is therefore a multisource antenna, characterized in that the antenna comprises:
  • at least two sources of excitement,
  • means of spatial and frequency selectivity capable of spatially channeling the energy captured / radiated by said excitation sources, and of enabling frequency decoupling between the bands corresponding respectively to the waves received / emitted by the sources,
    the sources being arranged on a ground plane so as to generate an interlacing of radiating openings at the level of said selectivity means.

Ainsi, grâce à l'invention, l'énergie rayonnée par chacune des sources d'excitation est canalisée sur une surface apparente plus importante, tout en évitant des couplages entre sources. En outre, la source équivalente au niveau des moyens de sélectivité est suffisamment directive pour ne pas générer de pertes par débordement, l'entrelacement permettant de diminuer les pertes par recoupements entre deux spots.Thus, thanks to the invention, the energy radiated by each of the sources of excitation is channeled over an apparent surface more important, while avoiding coupling between sources. In addition, the source equivalent to the level of selectivity means is sufficient directive not to generate overflow losses, interleaving allowing to reduce losses by overlapping between two spots.

Selon un mode de réalisation, ledits moyens de sélectivité spatiale et fréquentielle comprennent un réseau à Bande Interdite Photonique dit BIP. According to one embodiment, said means of spatial selectivity and frequency include a Photonic Forbidden Band network said BEEP.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement de plaques diélectriques avec une périodicité à une dimension (dit arrangement 1D).According to one embodiment, the BIP network comprises a arrangement of dielectric plates with one-dimensional periodicity (says 1D arrangement).

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement de barreaux diélectriques avec une périodicité à deux dimensions (dit arrangement 2D).According to one embodiment, the BIP network comprises a arrangement of dielectric bars with a periodicity of two dimensions (known as 2D arrangement).

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement de barreaux diélectriques avec une périodicité à trois dimensions (dit arrangement 3D), de type tas de bois.According to one embodiment, the BIP network comprises a arrangement of dielectric bars with a periodicity of three dimensions (known as 3D arrangement), like a pile of wood.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement périodique de motifs métalliques.According to one embodiment, the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic patterns.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement périodique de fentes dans le plan de masse.According to one embodiment, the BIP network comprises a periodic arrangement of slots in the ground plane.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement de fils métalliques.According to one embodiment, the BIP network comprises a arrangement of metallic wires.

Selon un mode de réalisation, lesdites sources d'excitation forment un réseau focal passif, l'entrelacement des ouvertures rayonnantes associées à chaque source du réseau focal passif générant un canal d'énergie rayonnée sur une surface apparente agrandie au niveau du réseau BIP.According to one embodiment, said excitation sources form a passive focal network, the interlacing of the radiating openings associated with each source of the passive focal network generating a channel of radiated energy on an apparent surface enlarged at the level of BIP network.

Selon un mode de réalisation, les sources d'excitation fonctionnent dans différentes bandes de fréquence et selon la même ouverture rayonnante.According to one embodiment, the excitation sources operate in different frequency bands and at the same aperture radiant.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement périodique de fils métalliques, une partie de ces fils étant localement et périodiquement enlevés. Ces retraits de métallisation permettent de réaliser une seconde bande de fonctionnement, indépendante de la première.According to one embodiment, the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic wires, part of these wires being locally and periodically removed. These metallization withdrawals allow a second operating band to be produced, independent of the first.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement périodique de plaques diélectriques, l'épaisseur d'une d'entre elle étant modifiée par rapport aux autres. Cette rupture de la périodicité permet de réaliser une seconde bande de fonctionnement, indépendante de la première.According to one embodiment, the BIP network comprises a periodic arrangement of dielectric plates, the thickness of one of them it being modified compared to the others. This break in periodicity allows a second operating band, independent of the first one.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend au moins deux plaques métalliques à motifs résonants résonantes à leur propre fréquence de fonctionnement et transparente à l'autre fréquence de résonance.According to one embodiment, the BIP network comprises at least two metal plates with resonant patterns resonant to their own operating frequency and transparent to the other frequency of resonance.

Selon un mode de réalisation, le réseau BIP comprend un arrangement périodique de motifs métalliques, et un arrangement périodique de fentes dans un plan de masse. Ces arrangements périodiques sont résonants à leur propre fréquence de fonctionnement et transparente à l'autre fréquence de résonance.According to one embodiment, the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic patterns, and an arrangement periodic of slots in a ground plane. These periodic arrangements are resonant at their own frequency of operation and transparent at the other resonant frequency.

Selon un mode de réalisation, une des plaques métalliques forme surface réfléchissante à la plus haute fréquence et est transparente à la plus basse fréquence de fonctionnement, étant alors placée à une longueur d'une demi-longueur d'onde correspondant à cette haute fréquence du plan (70) de masse, et en ce qu'une seconde plaque métallique forme surface réfléchissante à la fréquence et est transparente à la fréquence plus haute (fh), cette dernière étant placée à une longueur d'une demi-longueur d'onde correspondant à cette basse fréquence du plan de masse.According to one embodiment, one of the metal plates forms a reflecting surface at the highest frequency and is transparent at the lowest operating frequency, being then placed at a length of half a wavelength corresponding to this high frequency of the ground plane (70), and in that a second metal plate forms a surface reflecting at the frequency and is transparent at the higher frequency (f h ), the latter being placed at a length of half a length of wave corresponding to this low frequency of the ground plane.

Selon un mode de réalisation, au moins une des sources fonctionne dans une bande de fréquence de réception et une autre des sources fonctionne dans une bande de fréquence d'émission.According to one embodiment, at least one of the sources works in one receiving frequency band and another from the sources operates in a transmit frequency band.

Selon un mode de réalisation, elle est destiné au fonctionnement dans un système à réflecteur.According to one embodiment, it is intended for operation in a reflector system.

Dans le but de mieux faire comprendre l'invention, on va en décrire maintenant plusieurs modes de mise en oeuvre donnés à titre d'exemples non limitatifs de la portée de l'invention, en référence aux dessins annexés dans lesquels :

  • la figure 1, déjà décrite, illustre un réflecteur illuminé par un réseau multisources selon l'art antérieur,
  • - la figure 2a représente un premier mode de réalisation de l'antenne multisources selon l'invention, comprenant un réseau BIP avec un arrangement de plaques diélectriques avec une périodicité à une dimension, et les figures 2b, 2c et 2d illustrent respectivement des cristaux électromagnétiques diélectriques avec une périodicité à une, deux et trois dimensionsn,
  • - la figure 3 représente un second mode de réalisation de l'antenne multisources selon l'invention,
  • - la figure 4 représente un autre mode de réalisation de l'antenne multisources selon l'invention,
  • - la figure 5 représente un mode de réalisation de sources d'excitation selon l'invention,
  • - la figure 6 représente un autre mode de réalisation de l'antenne multisources selon l'invention,
  • - la figure 7a représente une antenne selon un autre mode de réalisation de l'invention, et la figure 7b illustre de façon plus détaillée l'agencement filaire métallique utilisé dans ce mode,
  • - sur la figure 8 est illustrée une antenne multisources selon un autre mode de réalisation de l'invention,
  • - la figure 9 représente partiellement une variante de la figure 8,
  • - sur la figure 10 est illustrée une antenne multisources selon un autre mode de réalisation de l'invention,
  • - la figure 11 illustre le spectre obtenu lors de l'insertion d'une bande passante sélective à l'intérieur d'une bande interdite,
  • - la figure 12 illustre l'insertion d'un défaut dans un cristal métallique,
  • - la figure 13 illustre une structure multirésonateurs à résonateurs métalliques et fentes.
    • In order to better understand the invention, we will now describe several modes of implementation given by way of non-limiting examples of the scope of the invention, with reference to the accompanying drawings in which:
  • FIG. 1, already described, illustrates a reflector illuminated by a multisource network according to the prior art,
  • - Figure 2a shows a first embodiment of the multisource antenna according to the invention, comprising a BIP network with an arrangement of dielectric plates with a one-dimensional periodicity, and Figures 2b, 2c and 2d respectively illustrate electromagnetic crystals dielectrics with one, two and three dimensional periodicity,
  • FIG. 3 represents a second embodiment of the multisource antenna according to the invention,
  • FIG. 4 represents another embodiment of the multisource antenna according to the invention,
  • FIG. 5 represents an embodiment of excitation sources according to the invention,
  • FIG. 6 represents another embodiment of the multisource antenna according to the invention,
  • FIG. 7a represents an antenna according to another embodiment of the invention, and FIG. 7b illustrates in more detail the metallic wire arrangement used in this mode,
  • in FIG. 8 is illustrated a multisource antenna according to another embodiment of the invention,
  • FIG. 9 partially represents a variant of FIG. 8,
  • FIG. 10 illustrates a multisource antenna according to another embodiment of the invention,
  • FIG. 11 illustrates the spectrum obtained during the insertion of a selective passband within a prohibited band,
  • FIG. 12 illustrates the insertion of a defect in a metallic crystal,
  • - Figure 13 illustrates a multiresonator structure with metal resonators and slots.

    • Dans la présente demande de brevet, les éléments remplissant des fonctions similaires portent les mêmes références.In this patent application, the elements fulfilling similar functions have the same references.

    Les antennes utilisant les propriétés de cristaux photoniques (en abrégé : BIP pour "Bande Interdite Photonique") ont connu récemment une forte attention dans la communauté scientifique.Antennas using the properties of photonic crystals (in abbreviated: BIP for "Bande Interdite Photonique") recently experienced a strong attention in the scientific community.

    L'objet de la présente invention consiste à appliquer les potentialités de ces antennes à des concepts innovants d'antennes pour des systèmes de télécommunications par satellite (antenne à bord d'un véhicule spatial du type d'un satellite ou antenne-sol).The object of the present invention is to apply the potential of these antennas to innovative antenna concepts for satellite telecommunications systems (antenna on board a vehicle satellite or antenna type).

    La propriété fondamentale d'un réseau BIP est sa sélectivité spatiale et fréquentielle. Ainsi, différentes applications peuvent être envisagées pour les antennes à réseau BIP :

    • une première application consiste à tirer parti de la capacité du réseau BIP de canaliser dans une direction préalablement choisie l'énergie rayonnée à partir d'un élément excitateur simple (une pastille ou "patch" par exemple), ceci tout en élargissant la surface rayonnante. On obtient ainsi une antenne beaucoup plus directive que l'élément excitateur.
    • une seconde application réside dans la réalisation d'un filtre fréquentiel et spatial, avec suppression des ondes de surfaces, atténuation des lobes de réseau, augmentation du découplage entre éléments rayonnants, ...
    The fundamental property of a BIP network is its spatial and frequency selectivity. Thus, different applications can be envisaged for antennas with a BIP network:
    • a first application consists in taking advantage of the capacity of the BIP network to channel in a previously chosen direction the energy radiated from a simple excitation element (a patch or "patch" for example), this while enlarging the radiating surface . This gives an antenna that is much more directive than the excitation element.
    • a second application resides in the realization of a frequency and spatial filter, with suppression of surface waves, attenuation of the lobes of the network, increase of the decoupling between radiating elements, ...

    Un réseau BIP peut être réalisé par un agencement périodique de motifs métalliques, ou de motifs diélectriques. Bien entendu, il existe d'innombrables façons de réaliser un réseau BIP. Pour des raisons de concision, il ne sera détaillé, dans la présente demande, que les réseaux à motifs diélectriques ou ceux à motifs métalliques.A BIP network can be realized by a periodic arrangement of metallic patterns, or dielectric patterns. Of course, there are countless ways to make a BIP network. For reasons of conciseness, it will be detailed, in the present request, only the networks to dielectric patterns or those with metallic patterns.

    Ainsi, un réseau BIP peut être constitué d'un agencement régulier de plaques diélectriques de permittivité εr1 et d'épaisseur λ/4 sqrt(εr1) et espacées par un milieu de plus faible permittivité εr2 et d'épaisseur λ/4 sqrt(εr2). Il peut également être réalisé par un agencement de barreaux diélectriques de très forte permittivité, et distants de λ/4. Un tel réseau à plaques diélectriques est par exemple dans la demande de brevet français n° FR 99 14521.Thus, a BIP network can be made up of a regular arrangement of dielectric plates of permittivity ε r1 and of thickness λ / 4 sqrt ( εr1 ) and spaced by a medium of lower permittivity εr2 and of thickness λ / 4 sqrt ( εr2 ). It can also be produced by an arrangement of dielectric bars of very high permittivity, and distant from λ / 4. Such a network with dielectric plates is for example in French patent application No. FR 99 14521.

    Lorsqu'un réseau BIP est utilisé pour accroítre la directivité d'une source, et particulièrement pour entrelacer les ouvertures rayonnantes de plusieurs sources, il est nécessaire d'avoir les conditions supplémentaires suivantes :

    • comme expliqué ci-dessus, la première couche diélectrique (ou métallisée dans le cadre d'un mode de réalisation à motifs métallisés comme décrit dans la suite) est distante d'une demi longueur d'onde électrique du plan de masse,
    • la structure est excitée par une sonde, ou un patch près du plan de masse, ou par une ouverture rayonnante dans ce plan de masse.
    When a BIP network is used to increase the directivity of a source, and in particular to interlace the radiating openings of several sources, it is necessary to have the following additional conditions:
    • as explained above, the first dielectric layer (or metallized in the context of an embodiment with metallized patterns as described below) is distant by half an electrical wavelength from the ground plane,
    • the structure is excited by a probe, or a patch near the ground plane, or by a radiating opening in this ground plane.

    Dans la suite, en premier lieu, on prendra comme exemple de réseau BIP un réseau à couches diélectriques.In the following, in the first place, we will take as an example of BIP network a dielectric layer network.

    La figure 2 représente une antenne multisources 4. Cette antenne comporte un réseau focal 5 et un réseau BIP constitué d'un arrangement de plaques diélectriques 61,62 placées au dessus du plan de masse 70 sur lequel sont gravées des sondes d'excitation 51,52,...5n formant le réseau 5.FIG. 2 represents a multisource antenna 4. This antenna comprises a focal network 5 and a BIP network consisting of an arrangement of dielectric plates 61.62 placed above the ground plane 70 on which are engraved with excitation probes 51,52, ... 5n forming the network 5.

    Cet arrangement périodique de plaques diélectriques définit une cavité résonante. L'onde émise par la sonde d'excitation se répartit alors sur une grande surface rayonnante. La taille de cette surface dépend de la réflectivité des couches diélectriques (ou métalliques dans le cas de grilles métalliques).This periodic arrangement of dielectric plates defines a resonant cavity. The wave emitted by the excitation probe is then distributed over a large radiant surface. The size of this surface depends on the reflectivity of the dielectric (or metallic layers in the case of grids metal).

    On notera que le réseau BIP de la figure 2a illustre un arrangement de plaques diélectriques à une dimension.It will be noted that the BIP network of FIG. 2a illustrates an arrangement one-dimensional dielectric plates.

    Les figures 2b, 2c et 2d illustrent respectivement des cristaux électromagnétiques diélectriques avec une périodicité à une, deux et trois dimensions.Figures 2b, 2c and 2d respectively illustrate crystals electromagnetic dielectric with a periodicity at one, two and three dimensions.

    Plusieurs familles de matériaux partiellement réfléchissants sont mentionnés dans la présente demande :

    • matériaux diélectriques multicouches, dont plusieurs types d'agencement sont présentés dans les figures 2a à 2d,
         matériaux filaires métalliques, présentés aux figures 7a et 7b, matériaux constitués d'un réseau de motifs métalliques résonants.
    Several families of partially reflective materials are mentioned in the present request:
    • multilayer dielectric materials, several types of arrangement of which are shown in FIGS. 2a to 2d,
      metallic wire materials, presented in FIGS. 7a and 7b, materials made up of a network of resonant metallic patterns.

    Ces matériaux, lorsqu'ils sont parfaitement périodiques, sont appelés cristaux électromagnétiques. Leur réponse à une onde électromagnétique incidente, varie entre la transmission totale dans les bandes de conduction, à la réflexion totale dans les bandes interdites.These materials, when perfectly periodic, are called electromagnetic crystals. Their response to a wave electromagnetic incident, varies between the total transmission in the conduction bands, with total reflection in the prohibited bands.

    Dans le cas de la figure 2a, le réseau 6 permet l'entrelacement des ouvertures rayonnantes associées à chaque source du réseau focal passif. Il s'agit de canaliser l'énergie rayonnée sur une surface apparente plus importante que les sources excitatrices, tout en évitant des couplages trop élevés entre elles. Les sources du réseau focal passif deviennent ainsi plus directives que la surface qu'elles occupent dans le réseau inférieur 5, et les pertes par débordement diminuent.In the case of FIG. 2a, the network 6 allows the interleaving of the radiant openings associated with each source of the passive focal network. he is to channel the energy radiated on an apparent surface more important than exciting sources, while avoiding too much coupling high between them. The sources of the passive focal network thus become more directives that the surface they occupy in the lower network 5, and the overflow losses decrease.

    La minimisation du couplage s'obtient par l'utilisation de sources sélectives en fréquence. Ces sources peuvent être des pastilles microrubans, des résonateurs diélectriques ou des fentes non résonantes, connectées à des filtres sélectifs en fréquence.The minimization of the coupling is obtained by the use of sources frequency selective. These sources can be pellets microstrips, dielectric resonators or non-resonant slots, connected to frequency selective filters.

    La figure 3 représente une antenne multisources 7 selon un second mode de réalisation de l'invention. Dans ce mode, deux pastilles 81,82 sont excitées par deux sondes 91,92 d'excitation selon deux modes. Ces deux modes peuvent être un mode fondamental et un harmonique, par exemple.FIG. 3 represents a multisource antenna 7 according to a second embodiment of the invention. In this mode, two pads 81.82 are excited by two 91.92 excitation probes in two modes. These two modes can be a fundamental mode and a harmonic, for example.

    De la sorte, l'antenne 7 est capable de réaliser plusieurs sources directives, fonctionnant dans plusieurs bandes de fréquence, dans la même ouverture rayonnante. Il en résulte un gain de place très significatif.In this way, the antenna 7 is capable of producing several sources directives, operating in several frequency bands, in the same radiant opening. This results in a very significant space saving.

    L'arrangement des couches diélectriques 61,62 (ou métallisées dans le cadre de motifs métallisés) peut être déterminé de sorte à générer plusieurs résonances distinctes dans le matériau BIP. Des arrangements spécifiques des couches diélectriques 61,62 (ou métallisées dans le cadre de motifs métallisés) peuvent notamment conduire à des bandes de fonctionnement du matériau BIP adaptées au ratio propre à l'application, et non plus régulièrement espacées.The arrangement of the dielectric layers 61,62 (or metallized in the frame of metallic patterns) can be determined so as to generate several distinct resonances in the BIP material. Arrangements specific dielectric layers 61,62 (or metallized in the frame of metallized patterns) can in particular lead to bands of operation of the BIP material adapted to the ratio specific to the application, and no longer regularly spaced.

    La réalisation de réseaux BIP multibandes peut s'obtenir à l'aide de réseaux BIP métalliques à motifs résonants. Il s'agit alors d'optimiser deux réseaux BIP à chacune des fréquences de fonctionnement. Les couches sont résonantes à leur propres fréquence de fonctionnement et transparente à l'autre fréquence de résonance. Il s'agit là d'un principe analogue à celui des surfaces sélectives en fréquence.On peut alors entrelacer ces couches réfléchissantes, de sorte à respecter les règles de distances entre les différentes couches fonctionnant à même fréquence (λ/4), ainsi que la distance entre le plan de masse et la couche métallisée inférieure associé à chaque fréquence de fonctionnement (λ/2).The creation of multiband BIP networks can be obtained using metallic BIP networks with resonant patterns. It is then a question of optimizing two BIP networks at each of the operating frequencies. Layers are resonant at their own frequency of operation and transparent to the other resonant frequency. This is a principle analogous to that of frequency selective surfaces. interweave these reflective layers, so as to respect the rules of distances between different layers operating at the same frequency (λ / 4), as well as the distance between the ground plane and the metallized layer associated with each operating frequency (λ / 2).

    La figure 4 représente un tel réseau BIP réalisé sous forme de motifs métalliques. Par exemple, il peut être constitué de fils métalliques de même direction, et distants de λ/4, ou d'un grillage constitué de deux réseaux de fils métalliques orthogonaux. Ce type de réseau BIP est par exemple décrit dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse le 1er septembre 1997 sous la référence n° FR 97 10842. A la figure 1 de cette demande est représentée un mode de réalisation d'un réseau BIP dont la surface réfléchissante est constituée de motifs métalliques. En l'occurrence, il s'agit ici de pastilles circulaires ou d'anneaux. On peut également envisager des croisillons, des tripoles, etc.FIG. 4 represents such a BIP network produced in the form of metallic patterns. For example, it can be made of metal wires of the same direction, and distant from λ / 4, or of a grid made up of two networks of orthogonal metal wires. This type of BIP network is for example described in the French patent application filed by the applicant on 1 September 1997 under reference No 97 FR 10842. In Figure 1 of this application is shown an embodiment of a network BIP whose reflective surface consists of metallic patterns. In this case, these are circular pellets or rings. We can also consider braces, tripoles, etc.

    Dans ce dernier mode de réalisation, la structure réfléchissante est constituée uniquement d'une interface. Il peut toutefois y en avoir plusieurs 40 comme à la figure 4. Dans ce cas, les interfaces métallisées doivent être distantes de λ/4 les unes des autres. L'essentiel est d'avoir la structure réfléchissante à λ/2 du plan de masse.In this latter embodiment, the reflecting structure is consisting only of an interface. There may, however, be more than one. 40 as in FIG. 4. In this case, the metallized interfaces must be distant from λ / 4 from each other. The main thing is to have the structure reflecting at λ / 2 of the ground plane.

    On notera que l'excitation ici représentée par une pastille 41 ("patch") peut être également réalisée par une fente dans le plan de masse, ou par un résonateur diélectrique, etc... It will be noted that the excitation here represented by a patch 41 ("patch") can also be made by a slot in the plane of ground, or by a dielectric resonator, etc ...

    La figure 5 illustre une telle excitation par une fente 42. L'intérêt de l'implantation d'une telle fente est de permettre l'alimentation par un guide 43, et de pouvoir réaliser le filtrage nécessaire au bon fonctionnement de l'antenne par un filtre en technologie de guide. Des iris 44 sont implantés dans le guide pour en permettre l'adaptation. De tels iris sont, par exemple, décrits dans la demande de brevet français déposée par la Demanderesse et citée plus haut.FIG. 5 illustrates such an excitation by a slot 42. The advantage of the implantation of such a slot is to allow feeding by a guide 43, and to be able to carry out the filtering necessary for the proper functioning of the antenna by a guide technology filter. Iris 44 are implanted in the guide to allow adaptation. Such irises are, for example, described in the French patent application filed by the Applicant and cited above.

    La figure 6 illustre une antenne 7 à réseau 6 de couches diélectriques, alimentée par une fente 42'. L'essentiel pour cette fente est qu'elle soit non résonante, pour limiter les couplages entre fentes voisines.FIG. 6 illustrates an antenna 7 with an array 6 of layers dielectric, fed by a slot 42 '. The main thing for this slot is that it is non-resonant, to limit the couplings between neighboring slots.

    La figure 7 représente une antenne selon un mode de réalisation de l'invention. Le réseau 6 BIP utilisé est du type métallique dont les couches 61,62 ne sont pas résonantes. Elles sont constituées de fils ou de pistes métalliques. Le moyen d'excitation du réseau n'a pas été illustré.FIG. 7 represents an antenna according to an embodiment of the invention. The 6 BIP network used is of the metallic type whose layers 61.62 are not resonant. They are made up of wires or tracks metal. The network excitation means has not been illustrated.

    Pour fonctionner dans les deux polarisations ou en polarisation circulaire, il est nécessaire que la structure 6 soit invariante par une translation de 90°. Ainsi, nous obtenons une structure de type "grillagée", comme l'illustre la figure.To operate in both polarizations or in polarization circular, it is necessary that the structure 6 is invariant by a 90 ° translation. So, we get a "mesh" type structure, as illustrated in the figure.

    Les structures multi-bandes sont à présent abordées. Sur la figure 8 est illustrée une antenne multisources selon un mode de réalisation de l'invention. Le réseau 6, pour raison de simplicité, est réalisée par une seule interface résonante à chaque fréquence. L'antenne 7 comporte deux excitateurs 81, 82 fonctionnant à une fréquence propre respective. Ces excitateurs sont, sur la figure, des pastilles distinctes placées côte à côte, mais elles peuvent être des fentes. L'excitateur peut être également un excitateur bi-bande, à un ou deux accès, comme par exemple un "patch" avec une fente en son centre, comme l'illustre la représentation partielle de la variante sur la figure 9.Multi-band structures are now discussed. In figure 8 a multisource antenna is illustrated according to an embodiment of the invention. Network 6, for simplicity, is made by a single resonant interface at each frequency. The antenna 7 has two exciters 81, 82 operating at a respective natural frequency. These exciters are, in the figure, separate pellets placed side by side, but they can be slots. The exciter can also be a dual band exciter, with one or two ports, such as a "patch" with a slit in the center, as illustrated by the partial representation of the variant in FIG. 9.

    Une surface réfléchissante à la plus haute fréquence fh, et transparente à la plus basse fréquence de fonctionnement fb, est placée à λfh/2 du plan de masse. La seconde surface réfléchissante à la fréquence fb, et transparente à fh, est placée à λfb/2 du plan de masse. Sur la figure 9, l'interface réfléchissante à la plus haute fréquence est constituée des motifs 45 métalliques de plus petite taille.A reflecting surface at the highest frequency f h , and transparent at the lowest operating frequency f b , is placed at λ fh / 2 from the ground plane. The second reflecting surface at the frequency f b , and transparent at f h , is placed at λ fb / 2 from the ground plane. In FIG. 9, the reflective interface at the highest frequency consists of the metallic patterns 45 of smaller size.

    Il est à souligner que des perturbations peuvent apparaítre, dues au caractère non totalement transparent des interfaces dans l'autre bande de fonctionnement. Dans ce cas, les solutions proposées dans la demande de brevet de la Demanderesse n° FR 97 10842 pourront avantageusement être mises en oeuvre :

    • modification légère du motif en fonction de sa position latérale
    • troncature des motifs dans l'objectif de repolariser l'onde, dans le cas d'un fonctionnement en polarisation circulaire, comme illustré sur la figure 6 de la demande n° FR 97 10842.
    It should be noted that disturbances may appear, due to the not completely transparent nature of the interfaces in the other operating band. In this case, the solutions proposed in the Applicant's patent application No. FR 97 10842 can advantageously be implemented:
    • slight modification of the pattern depending on its lateral position
    • truncation of the patterns in order to repolarize the wave, in the case of an operation in circular polarization, as illustrated in FIG. 6 of the application No. FR 97 10842.

    La distance entre les motifs peut permettre de régler la réflectivité de l'interface. On peut désirer une moindre réflectivité, et la compenser par un plus grand nombre d'interfaces. Dans ce cas, la réalisation d'éléments rayonnants multibandes est réalisé par un entrelacement des différentes structures fonctionnant à chaque fréquence, comme illustré sur la figure 10.The distance between the patterns can be used to adjust the reflectivity of the interface. We may want a lower reflectivity, and compensate for it by a greater number of interfaces. In this case, the realization of elements multiband radiant is achieved by an interlacing of different structures operating at each frequency, as illustrated in Figure 10.

    On revient ici sur la méthode d'obtention d'une seconde bande passante, de façon indépendante par rapport à la première. Si on perturbe la périodicité du cristal, alors il est possible de créer une bande passante sélective à l'intérieur d'une bande interdite. Le principe est analogue à celui des semi-conducteurs.We come back here to the method of obtaining a second tape busy, independently from the first. If we disturb the periodicity of the crystal, then it is possible to create a bandwidth selective within a prohibited band. The principle is analogous to that semiconductors.

    Cette perturbation ou ce défaut peut être réalisé sur les structures filaires métalliques en enlevant régulièrement une partie des métallisations dans la grille.This disturbance or this defect can be realized on the structures wireframe by regularly removing part of the metallizations in the grid.

    Pour les structures multicouches, cela peut être réalisée en modifiant localement l'épaisseur d'une couche diélectrique (ou d'un barreau pour les structures 2D ou 3D). For multilayer structures, this can be done by locally modifying the thickness of a dielectric layer (or of a bar for 2D or 3D structures).

    On va désormais s'intéresser au cas des matériaux à motifs résonantsWe will now focus on the case of patterned materials resonant

    Le cas de ces matériaux est particulier, puisque les motifs ont également des caractéristiques très variables en fréquence. Ce n'est donc pas leur seul mise en réseau de façon périodique qui dicte la réponse de ces matériaux en fréquence.The case of these materials is special, since the patterns have also very variable frequency characteristics. It is therefore not not their only networking periodically that dictates the response of these materials in frequency.

    Jusqu'à présent, il a été décrit les structures à résonateurs métalliques pour expliquer la façon dont on réalise l'ajout d'une seconde bande passante.So far, resonator structures have been described to explain how we add a second bandwidth.

    Dans la suite, on explique comment les négatifs de ces structures sont également valables pour remplir la même fonction. Ces derniers sont constitués de perforations régulières dans le plan de masse, comme il est illustré sur la figure 13.In the following, we explain how the negatives of these structures are also valid for fulfilling the same function. These last are consist of regular perforations in the ground plane, as it is illustrated in figure 13.

    Notons également la possibilité de réaliser des agencements mixtes : une surface réfléchissante à une fréquence constituée de motifs perforés, et une surface réfléchssante constituée de motifs métalliques, tel l'élément rayonnant fonctionnant à deux bandes distinctes de la figure 14 comportant une structure multirésonateurs à résonateurs métalliques 47 et fentes 46.We also note the possibility of making mixed arrangements : a reflective surface at a frequency consisting of perforated patterns, and a reflective surface made up of metallic patterns, such as the element radiating operating at two separate bands of Figure 14 comprising a multiresonator structure with metallic resonators 47 and slots 46.

    Ainsi, grâce à l'invention exposée, on accède à une antenne multisources compacte, et ne nécessitant pas plusieurs antennes à la fois. La compacité vient de l'emploi de la technologie propre aux antennes planes.Thus, thanks to the exposed invention, we access an antenna multisource compact, and not requiring several antennas at the same time. Compactness comes from the use of antenna technology planar.

    Bien entendu, l'invention n'est pas limitée aux modes de réalisation décrits dans la présente demande.Of course, the invention is not limited to the embodiments described in this application.

    On notera que l'une des sources peut fonctionner dans une bande Rx de fréquence de réception et une autre des sources peut fonctionner dans une bande Tx de fréquence d'émission.Note that one of the sources can operate in a band Rx receiving frequency and another source can work in a transmission frequency Tx band.

    Claims (16)

    Antenne multisources (4,7),caractérisée en ce que l'antenne comprend : au moins deux sources (51,52,...5n,91,92) d'excitation, des moyens (6) de sélectivité spatiale et fréquentielle apte à canaliser spatialement l'énergie captée/rayonnée par lesdites sources d'excitation, et à permettre un découplage fréquentiel entre les bandes correspondantes respectivement aux ondes reçues/émises par les sources,
       les sources étant agencées sur un plan de masse (70) de sorte à générer un entrelacement d'ouvertures rayonnantes au niveau desdits moyens de sélectivité.         Multisource antenna (4,7), characterized in that the antenna includes: at least two sources (51,52, ... 5n, 91,92) of excitation, means (6) for spatial and frequency selectivity capable of spatially channeling the energy captured / radiated by said excitation sources, and allowing frequency decoupling between the bands corresponding respectively to the waves received / emitted by the sources,
    the sources being arranged on a ground plane (70) so as to generate an interlacing of radiating openings at the level of said selectivity means.     Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que ledits moyens de sélectivité spatiale et fréquentielle comprennent un réseau (5) à Bande Interdite Photonique dit BIP.Antenna according to claim 1, characterized in that said means of spatial and frequency selectivity comprise a network (5) with Photonic Forbidden Band called BIP. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement de plaques diélectriques (61,62) avec une périodicité à une dimension, dit arrangement 1.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises an arrangement of dielectric plates (61,62) with a one-dimensional periodicity, called arrangement 1. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement de barreaux diélectriques avec une périodicité à deux dimensions, dit arrangement 2D.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises an arrangement of dielectric bars with a two-dimensional periodicity, called 2D arrangement. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement de barreaux diélectriques avec une périodicité à trois dimensions ,dit arrangement 3D, de type tas de bois.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises an arrangement of dielectric bars with a three-dimensional periodicity, called 3D arrangement, of the woodpile type. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement périodique de motifs métalliques.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic patterns. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement périodique de fentes dans le plan de masse.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises a periodic arrangement of slots in the ground plane. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement de fils métalliques. Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises an arrangement of metallic wires. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que lesdites sources d'excitation forment un réseau focal passif (5,51,52,...5n), l'entrelacement des ouvertures rayonnantes associées à chaque source du réseau focal passif générant un canal d'énergie rayonnée sur une surface apparente agrandie au niveau du réseau BIP.Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that said excitation sources form a passive focal network (5,51,52, ... 5n), the interlacing of the radiating openings associated with each source of the passive focal network generating a channel of radiated energy on an apparent surface enlarged at the level of the BIP network. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les sources d'excitation fonctionnent dans différentes bandes de fréquence et selon la même ouverture rayonnante.Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the excitation sources operate in different frequency bands and according to the same radiating opening. Antenne selon la revendication précédente combinée à la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend au moins deux plaques métalliques à motifs résonants résonantes à leur propre fréquence de fonctionnement et transparente à l'autre fréquence de résonance.Antenna according to the preceding claim combined with claim 2, characterized in that the BIP network comprises at least two metal plates with resonant patterns resonant at their own operating frequency and transparent at the other resonant frequency. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement périodique de fils métalliques, une partie de ces fils étant localement et périodiquement retirés de manière à former une seconde bande de fonctionnement indépendante de la première.Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises a periodic arrangement of metallic wires, a part of these wires being locally and periodically removed so as to form a second operating band independent of the first. Antenne selon la revendication 11, caractérisée en ce qu'une des plaques métalliques forme surface réfléchissante à la plus haute fréquence (fh) et est transparente à la plus basse fréquence de fonctionnement (fb), étant alors placée à λfh/2 du plan (70) de masse, et en ce qu'une seconde plaque métallique forme surface réfléchissante à la fréquence (fb) et est transparente à la fréquence plus haute (fh), cette dernière étant placée à λfb/2 du plan de masse.Antenna according to claim 11, characterized in that one of the metal plates forms a reflecting surface at the highest frequency (f h ) and is transparent at the lowest operating frequency (f b ), being then placed at λ fh / 2 of the ground plane (70), and in that a second metal plate forms a reflecting surface at the frequency (f b ) and is transparent at the higher frequency (f h ), the latter being placed at λ fb / 2 of the ground plan. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau BIP comprend un arrangement périodique de plaques diélectriques, l'épaisseur d'une d'entre elles étant modifiée par rapport aux autres, cette rupture de la périodicité permettant de réaliser une seconde bande de fonctionnement indépendante de la première. Antenna according to claim 2, characterized in that the BIP network comprises a periodic arrangement of dielectric plates, the thickness of one of them being modified with respect to the others, this break in the periodicity making it possible to produce a second strip of independent of the first. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'au moins une des sources fonctionne dans une bande (Rx) de fréquence de réception et une autre des sources fonctionne dans une bande (Tx) de fréquence d'émission.Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that at least one of the sources operates in a reception frequency band (Rx) and another of the sources operates in a transmission frequency band (Tx). Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'elle est destiné au fonctionnement dans un système (1) à réflecteur (2).Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that it is intended for operation in a system (1) with reflector (2).
    EP03291727A 2002-07-31 2003-07-11 Array antenna for reflector systems Ceased EP1387437A1 (en)

    Applications Claiming Priority (2)

    Application Number Priority Date Filing Date Title
    FR0209740 2002-07-31
    FR0209740A FR2843238B1 (en) 2002-07-31 2002-07-31 MULTISOURCES ANTENNA, IN PARTICULAR FOR A REFLECTOR SYSTEM

    Publications (1)

    Publication Number Publication Date
    EP1387437A1 true EP1387437A1 (en) 2004-02-04

    Family

    ID=30011608

    Family Applications (1)

    Application Number Title Priority Date Filing Date
    EP03291727A Ceased EP1387437A1 (en) 2002-07-31 2003-07-11 Array antenna for reflector systems

    Country Status (4)

    Country Link
    US (1) US6927729B2 (en)
    EP (1) EP1387437A1 (en)
    JP (1) JP2004135284A (en)
    FR (1) FR2843238B1 (en)

    Cited By (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR2906410A1 (en) * 2006-09-25 2008-03-28 Cnes Epic BIP MATERIAL ANTENNA (BAND PHOTONIC PROHIBITED), SYSTEM AND METHOD USING THE ANTENNA
    FR2914506A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-03 Centre Nat Rech Scient RESONATOR ANTENNA EQUIPPED WITH A FILTER COATING AND SYSTEM INCORPORATING THIS ANTENNA.

    Families Citing this family (38)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    EP1508940A1 (en) * 2003-08-19 2005-02-23 Era Patents Limited Radiation controller including reactive elements on a dielectric surface
    EP1763905A4 (en) 2004-06-28 2012-08-29 Pulse Finland Oy Antenna component
    FI119009B (en) 2005-10-03 2008-06-13 Pulse Finland Oy Multiple-band antenna
    US8618990B2 (en) 2011-04-13 2013-12-31 Pulse Finland Oy Wideband antenna and methods
    US10211538B2 (en) 2006-12-28 2019-02-19 Pulse Finland Oy Directional antenna apparatus and methods
    FI20075269A0 (en) 2007-04-19 2007-04-19 Pulse Finland Oy Method and arrangement for antenna matching
    FI120427B (en) 2007-08-30 2009-10-15 Pulse Finland Oy Adjustable multiband antenna
    FI124129B (en) * 2007-09-28 2014-03-31 Pulse Finland Oy Dual antenna
    FR2936906B1 (en) * 2008-10-07 2011-11-25 Thales Sa OPTIMIZED ARRANGEMENT REFLECTOR NETWORK AND ANTENNA HAVING SUCH A REFLECTIVE NETWORK
    FR2939568B1 (en) * 2008-12-05 2010-12-17 Thales Sa SOURCE-SHARING ANTENNA AND METHOD FOR PROVIDING SOURCE-SHARED ANTENNA FOR MULTI-BEAM MAKING
    FI20096134A0 (en) 2009-11-03 2009-11-03 Pulse Finland Oy Adjustable antenna
    FI20096251A0 (en) 2009-11-27 2009-11-27 Pulse Finland Oy MIMO antenna
    FI20105158A (en) 2010-02-18 2011-08-19 Pulse Finland Oy SHELL RADIATOR ANTENNA
    JP5613064B2 (en) * 2011-01-11 2014-10-22 新日本無線株式会社 Microwave antenna
    FI20115072A0 (en) 2011-01-25 2011-01-25 Pulse Finland Oy Multi-resonance antenna, antenna module and radio unit
    US9673507B2 (en) 2011-02-11 2017-06-06 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
    US8648752B2 (en) 2011-02-11 2014-02-11 Pulse Finland Oy Chassis-excited antenna apparatus and methods
    US8866689B2 (en) 2011-07-07 2014-10-21 Pulse Finland Oy Multi-band antenna and methods for long term evolution wireless system
    US9450291B2 (en) 2011-07-25 2016-09-20 Pulse Finland Oy Multiband slot loop antenna apparatus and methods
    US9123990B2 (en) 2011-10-07 2015-09-01 Pulse Finland Oy Multi-feed antenna apparatus and methods
    US9531058B2 (en) 2011-12-20 2016-12-27 Pulse Finland Oy Loosely-coupled radio antenna apparatus and methods
    US9484619B2 (en) 2011-12-21 2016-11-01 Pulse Finland Oy Switchable diversity antenna apparatus and methods
    US8988296B2 (en) 2012-04-04 2015-03-24 Pulse Finland Oy Compact polarized antenna and methods
    US9979078B2 (en) 2012-10-25 2018-05-22 Pulse Finland Oy Modular cell antenna apparatus and methods
    US10069209B2 (en) 2012-11-06 2018-09-04 Pulse Finland Oy Capacitively coupled antenna apparatus and methods
    US10079428B2 (en) 2013-03-11 2018-09-18 Pulse Finland Oy Coupled antenna structure and methods
    US9647338B2 (en) 2013-03-11 2017-05-09 Pulse Finland Oy Coupled antenna structure and methods
    US9634383B2 (en) 2013-06-26 2017-04-25 Pulse Finland Oy Galvanically separated non-interacting antenna sector apparatus and methods
    US9680212B2 (en) 2013-11-20 2017-06-13 Pulse Finland Oy Capacitive grounding methods and apparatus for mobile devices
    US9590308B2 (en) 2013-12-03 2017-03-07 Pulse Electronics, Inc. Reduced surface area antenna apparatus and mobile communications devices incorporating the same
    US9350081B2 (en) 2014-01-14 2016-05-24 Pulse Finland Oy Switchable multi-radiator high band antenna apparatus
    US9973228B2 (en) 2014-08-26 2018-05-15 Pulse Finland Oy Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods
    US9948002B2 (en) 2014-08-26 2018-04-17 Pulse Finland Oy Antenna apparatus with an integrated proximity sensor and methods
    US9722308B2 (en) 2014-08-28 2017-08-01 Pulse Finland Oy Low passive intermodulation distributed antenna system for multiple-input multiple-output systems and methods of use
    US9906260B2 (en) 2015-07-30 2018-02-27 Pulse Finland Oy Sensor-based closed loop antenna swapping apparatus and methods
    FR3058002B1 (en) * 2016-10-24 2018-12-07 Universite Paris Sud ANTENNA
    JP7193805B2 (en) * 2019-09-03 2022-12-21 日本電信電話株式会社 antenna system
    CN114914670A (en) * 2022-06-29 2022-08-16 四川太赫兹通信有限公司 Terahertz electronic control coding antenna unit and terahertz electronic control coding antenna

    Citations (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4021812A (en) * 1975-09-11 1977-05-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Layered dielectric filter for sidelobe suppression
    GB2337860A (en) * 1997-04-29 1999-12-01 Trw Inc Frequency selective surface filter for an antenna
    WO2001037373A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Antenna provided with an assembly of filtering materials

    Family Cites Families (2)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US5160936A (en) * 1989-07-31 1992-11-03 The Boeing Company Multiband shared aperture array antenna system
    US6690327B2 (en) * 2001-09-19 2004-02-10 Etenna Corporation Mechanically reconfigurable artificial magnetic conductor

    Patent Citations (3)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    US4021812A (en) * 1975-09-11 1977-05-03 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Layered dielectric filter for sidelobe suppression
    GB2337860A (en) * 1997-04-29 1999-12-01 Trw Inc Frequency selective surface filter for an antenna
    WO2001037373A1 (en) * 1999-11-18 2001-05-25 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Antenna provided with an assembly of filtering materials

    Cited By (8)

    * Cited by examiner, † Cited by third party
    Publication number Priority date Publication date Assignee Title
    FR2906410A1 (en) * 2006-09-25 2008-03-28 Cnes Epic BIP MATERIAL ANTENNA (BAND PHOTONIC PROHIBITED), SYSTEM AND METHOD USING THE ANTENNA
    WO2008037887A2 (en) * 2006-09-25 2008-04-03 Centre National D'etudes Spatiales Antenna using a pfb (photonic forbidden band) material and system
    WO2008037887A3 (en) * 2006-09-25 2008-05-22 Centre Nat Etd Spatiales Antenna using a pfb (photonic forbidden band) material and system
    US8164542B2 (en) 2006-09-25 2012-04-24 Centre National D'etudes Spatiales Antenna using a PBG (photonic band gap) material, and system and method using this antenna
    FR2914506A1 (en) * 2007-03-29 2008-10-03 Centre Nat Rech Scient RESONATOR ANTENNA EQUIPPED WITH A FILTER COATING AND SYSTEM INCORPORATING THIS ANTENNA.
    WO2008135677A1 (en) * 2007-03-29 2008-11-13 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S) Antenna with resonator having a filtering coating and system including such antenna
    US8149180B2 (en) 2007-03-29 2012-04-03 Centre National De La Recherche Scientifique (C.N.R.S.) Antenna with resonator having a filtering coating and system including such antenna
    CN101682123B (en) * 2007-03-29 2012-12-05 国家科研中心 Antenna with resonator having a filtering coating and system including such antenna

    Also Published As

    Publication number Publication date
    FR2843238B1 (en) 2006-07-21
    US6927729B2 (en) 2005-08-09
    FR2843238A1 (en) 2004-02-06
    JP2004135284A (en) 2004-04-30
    US20040021607A1 (en) 2004-02-05

    Similar Documents

    Publication Publication Date Title
    EP1387437A1 (en) Array antenna for reflector systems
    EP3547450B1 (en) Radiating element with circular polarisation implementing a resonance in a fabry-perot cavity
    EP2564466B1 (en) Compact radiating element having resonant cavities
    EP2194602B1 (en) Antenna with shared sources and design process for a multi-beam antenna with shared sources
    EP2656438B1 (en) Radio cell with two phase states for transmit array
    EP0899814B1 (en) Radiating structure
    FR2936906A1 (en) OPTIMIZED ARRANGEMENT REFLECTOR NETWORK AND ANTENNA HAVING SUCH A REFLECTIVE NETWORK
    FR2691015A1 (en) Antenna-network type microstrip thin but wide bandwidth.
    FR2822301A1 (en) BROADBAND ANTENNA FOR MOBILE DEVICES
    EP2688142B1 (en) Multi-beam transmission and reception antenna with a plurality of sources per beam, antenna system and satellite telecommunication system comprising such an antenna
    FR2698212A1 (en) Radiant elementary source for array antenna and radiating sub-assembly comprising such sources.
    EP1416586A1 (en) Antenna with an assembly of filtering material
    EP0147325B1 (en) Antenna with two orthogonal parabolic cylindrical reflectors and process for making it
    FR2897722A1 (en) MULTI BEAM ANTENNA.
    FR3117685A1 (en) Antenna source for a direct radiating array antenna, radiating panel comprising several antenna sources.
    CA2460820C (en) Broadband or multiband antenna
    EP1554777A1 (en) Multibeam antenna with photonic bandgap material
    EP0045254B1 (en) Compact dual-frequency microwave feed
    FR2704359A1 (en) Flat antenna.
    EP1305846B1 (en) Active dual-polarization microwave reflector, in particular for electronically scanning antenna
    CA2808511C (en) Flat antenna for a terminal operating in dual circular polarisation, airborne terminal and satellite telecommunication system featuring at least one antenna
    FR2518828A1 (en) Frequency spatial filter for two frequency microwave antenna - comprising double sandwich of metallic grids and dielectric sheets
    FR2835356A1 (en) RECEIVING ANTENNA FOR MULTI-BEAM COVERING
    FR2490025A1 (en) Monomode or multimode radar horn - contains radiating elements deposited on thin dielectric substrate located perpendicular to direction of polarisation
    WO2010043652A1 (en) Deployable structure and antennal system with membranes comprising such a structure

    Legal Events

    Date Code Title Description
    PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

    Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

    AK Designated contracting states

    Kind code of ref document: A1

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    AX Request for extension of the european patent

    Extension state: AL LT LV MK

    17P Request for examination filed

    Effective date: 20040804

    AKX Designation fees paid

    Designated state(s): AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HU IE IT LI LU MC NL PT RO SE SI SK TR

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ALCATEL LUCENT

    RIN1 Information on inventor provided before grant (corrected)

    Inventor name: DUMON, PATRICK

    Inventor name: LEGER, LUDOVIC

    Inventor name: CHANTALAT, REGIS

    Inventor name: MONEDIERE, THIERRY

    Inventor name: JECKO, BERNARD JEAN-LOUIS

    Inventor name: THEVENOT, MARC

    Inventor name: LEGAY, HERVE

    17Q First examination report despatched

    Effective date: 20080311

    APBK Appeal reference recorded

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNREFNE

    APBN Date of receipt of notice of appeal recorded

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA2E

    APBR Date of receipt of statement of grounds of appeal recorded

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA3E

    APAF Appeal reference modified

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSCREFNE

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ALCATEL LUCENT

    APBT Appeal procedure closed

    Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNNOA9E

    RAP1 Party data changed (applicant data changed or rights of an application transferred)

    Owner name: ALCATEL LUCENT

    STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

    Free format text: STATUS: THE APPLICATION HAS BEEN REFUSED

    18R Application refused

    Effective date: 20141121