EP2917965A1 - Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation) - Google Patents
Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation)Info
- Publication number
- EP2917965A1 EP2917965A1 EP13786517.6A EP13786517A EP2917965A1 EP 2917965 A1 EP2917965 A1 EP 2917965A1 EP 13786517 A EP13786517 A EP 13786517A EP 2917965 A1 EP2917965 A1 EP 2917965A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- radiating elements
- plates
- phase
- incident wave
- array
- 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.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01Q—ANTENNAS, i.e. RADIO AERIALS
- H01Q3/00—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system
- H01Q3/44—Arrangements for changing or varying the orientation or the shape of the directional pattern of the waves radiated from an antenna or antenna system varying the electric or magnetic characteristics of reflecting, refracting, or diffracting devices associated with the radiating element
- H01Q3/46—Active lenses or reflecting arrays
-
- 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
-
- 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
- H01Q15/14—Reflecting surfaces; Equivalent structures
- H01Q15/18—Reflecting surfaces; Equivalent structures comprising plurality of mutually inclined plane surfaces, e.g. corner reflector
Definitions
- the field of the invention is that of dihedral devices comprising two plates.
- the invention relates to a technique for adapting (maximizing or minimizing) the radar equivalent surface in a single-static configuration (SER) of a device in the form of flattened dihedron, that is to say a dihedron whose two plates form between them an angle of ⁇ -2 ⁇ , with 0 ⁇ ⁇ / 4.
- SER single-static configuration
- a maximization of the SER it is sought to make an object very easily detectable by a monostatic radar.
- the present invention may for example be used on a bicycle, in order to facilitate its detection by an automobile collision avoidance radar.
- Equivalent applications are possible for the detection of ships (especially light vessels such as sailboats) by coastal radars or radars on board other ships. Again, collision avoidance can be targeted by using a space-saving system.
- all applications requiring a system to respond to an incident wave regardless of its orientation are concerned by this invention when it is used to maximize SER: radio frequency identification, tracking system, SER agility, etc.
- the invention makes it possible to address stealth applications. We try to make an object difficult to detect by a radar.
- ⁇ 0 in Figure 1A and ⁇ ⁇ 0 in Figure 1B.
- the incident wave is reflected in the direction from which it is derived, thanks to a double reflection on each of the metal surfaces 2, 3 of the metal dihedral. It is this double specular reflection which, by virtue of Descartes' law of reflection, makes it possible to maximize the SER of the object (metal dihedral).
- the behavior is similar to that of a reflex reflector in optics. The principle remains the same for a large variation of the angle of incidence ⁇ (approximately ⁇ 15 ° for the main lobe).
- the interesting property of a metal dihedral is to present a quasi-constant SER (with a variation of 3 dB relative to the maximum SER) for a variation of the angle of incidence ⁇ of approximately ⁇ 20 ° with respect to the direction of incidence of the zero incidence pattern.
- Van Atta network is a unique and flat printed network.
- such a network requires printed lines of interconnection between the different elements of the network. These lines are sources of losses, spurious radiation and complexity in the design.
- a third known solution consists in using heterodyne retrodirective network structures that use the principle of phase conjugation for the re-transmitted signal. These structures are more difficult to implement since they are based on an active structure (multiplication with a local oscillator oscillating at the frequency twice the frequency of the received signal). 2.2 Minimization of SER
- a first family of methods amounts to modifying the surface impedance of the faces of a dihedron, for example, by depositing an absorbent material on the faces of the dihedron.
- the reflection mechanisms are attenuated by the presence of this absorbent material.
- RAM Radar Absorbent Materials
- Another method similar to the attenuation of the wave by the material amounts to "trapping" the electromagnetic wave incident in the material through a particular geometry. This geometry is described via a ground plane and a given material thickness (Salisbury screen).
- an objective is to provide a technique for adapting (maximizing or minimizing) the radar equivalent surface (SER) of a device in the form of a flattened dihedron (c '). that is to say a dihedron whose two plates form between them an angle of ⁇ -2 ⁇ , with 0 ⁇ ⁇ / 4), whose size is smaller than a conventional metal dihedral whose two plates form between they an angle of ⁇ / 2.
- SER radar equivalent surface
- At least one embodiment of the invention also aims to provide such a technique that does not require (unlike Van Atta network) printed lines interconnection between different network elements.
- Another objective of at least one embodiment of the invention is to provide such a technique using a fully passive structure (in contrast to the heterodyne retrodirective networks), which makes it much simpler, less expensive and entirely self-sufficient. energy point of view.
- Yet another object of at least one embodiment of the invention is to provide such a technique that allows multi-frequency operation (that is to say operation possible at several operating frequencies, possibly discarded).
- Yet another object of at least one embodiment of the invention is to provide such a technique which is simple to implement and inexpensive.
- Yet another object of at least one embodiment of the invention is to provide such a technique that allows to offer a time-varying SER (SER agility).
- a dihedral-shaped device comprising two plates, characterized in that the two plates form between them an angle of ⁇ -2 ⁇ , with 0 ⁇ ⁇ / 4.
- Each plate comprises a ground plane, at least one dielectric layer and an array of radiating elements, an incident wave being reflected by the device through a double reflection on the two plates.
- the array of radiating elements of each plate makes it possible to produce a phase shift, from the outside towards the center of the dihedron in along an axis perpendicular to an intersection axis of the two plates, according to a determined phase law, to add a misalignment with respect to a specular reflection for a given operating frequency.
- this particular embodiment of the invention is based on a completely new and inventive approach of using two networks of radiating elements (one in each dihedral plate), applying the same phase law but not in the same meaning (each network produces a phase shift from the outside to the center of the dihedron).
- Each network provides additional misalignment with respect to specular reflection. It is thus possible to control the re-radiation direction of an incident wave, irrespective of the opening of the ⁇ -2 ⁇ angle between the two plates.
- An originality of the present invention is therefore due to the fact that the structure is almost flat (if not completely flat like the Van Atta network) but does not require any line in addition to the radiating elements of the network (unlike the Van Atta network) .
- Another originality of the present invention is that several particular implementations are possible with different purposes: increase the SER of the device, reduce the SER of the device or obtain a SER variable in time.
- said phase law allows the device to reflect an incident wave in the direction from which it is derived, in order to increase the radar cross section of the device.
- the misalignment with respect to the specular reflection is: ⁇ / 2 - 2a, towards the center of the dihedron.
- the phase law is written:
- said phase law allows the device to reflect an incident wave in a direction different from that from which it originates, in order to reduce the radar equivalent surface of the device.
- the device comprises means for modulating said phase law as a function of time, making it possible to modulate the radar equivalent surface of the device as a function of time.
- the radiating elements are radiating elements each introducing a variable phase shift
- said modulating means comprise, for each array of radiating elements, a plurality of active circuits each controlling the phase shift of one of said radiating elements.
- the radiating elements are radiating elements printed on said at least one dielectric layer.
- the phase difference between two successive radiating elements, from the outside to the center of the dihedral along said axis perpendicular to the intersection axis of the two plates, is obtained by a modifying at least one dimension of the radiating elements.
- the pitch of each array of radiating elements is less than ⁇ / 2, with ⁇ the working wavelength.
- each plate comprises at least one other array of radiating elements, making it possible to add a misalignment with respect to the specular reflection, for another given operating frequency.
- the number of possible operating frequencies (multi-frequency operation) is increased.
- the radiating elements are radiating elements each introducing a fixed phase shift.
- the device is an entirely passive structure (unlike the prior art heterodyne retrodirective networks), which makes it much simpler, less expensive and entirely autonomous from an energy point of view.
- FIGS. 1A and 1B already described in relation to the prior art, illustrate the principle of reflection in a conventional metal dihedron
- Figures 2 and 3 show views, side and perspective respectively, of a dihedral device according to a particular embodiment of the invention
- FIG. 4 illustrates the phase law of a phase-shifter grating, as well as its operation with a plane wave at normal incidence (angle of incidence ⁇ equal to zero);
- FIG. 5 illustrates the operation of the phase-shifting network of FIG. 4, in the case where the incident wave brings a phase delay with respect to the configuration of the wave at normal incidence;
- FIG. 6 illustrates the operation of the phase-shifting network of FIG. 4, in the case where the incident wave brings a phase advance with respect to the configuration of the wave at normal incidence;
- FIG. 7 illustrates the operation of the device of FIG. 2, for a plane wave at normal incidence with respect to the rear equivalent plane of the device
- FIG. 8 illustrates the operation of the device of FIG. 2, in the case where the incident wave brings a phase delay with respect to the configuration of the wave at normal incidence on the plate (panel) of the left of the device
- FIG. 9 illustrates the operation of the device of FIG. 2, in the case where the incident wave brings a phase advance with respect to the configuration of the wave at normal incidence on the plate (panel) of the left of the device
- FIG. 10 illustrates a variant of the device of FIG. 3, in which the device has two possible operating frequencies
- FIG. 11 illustrates another variant of the device of FIG. 3, in which the device comprises means for modulating the phase law as a function of time.
- the present invention is the application of a phase shift between different radiating elements of a reflective grating which makes it possible to produce the desired reflection law, for each plate of a device in the form of dihedron.
- the phase shift produced by each plate makes it possible to add a misalignment to the specular reflection.
- phase law allows the device to reflect an incident wave in the direction from which it is derived in order to increase the radar equivalent surface (ERR) of the device is described in greater detail.
- the device 10 comprises two plates 11a, 11b forming between them an angle of ⁇ -2 ⁇ , with 0 ⁇ ⁇ / 4.
- Each plate 11a, 11b comprises a ground plane 12a, 12b, a dielectric layer 13a, 13b and an array of radiating elements 14a, 14b (also called reflector networks).
- the radiating elements are radiating elements printed on the dielectric layer.
- each plate comprises several dielectric layers.
- the radiating elements are distributed on a single layer on the surface of the single dielectric layer. In an alternative embodiment, the radiating elements are distributed over several layers (this is conventional in the reflector network techniques for increasing the bandwidth).
- An incident wave is reflected by the device through a double reflection on the two plates 11a, 11b. It is assumed that the wave vector of the incident wave is contained in a plane simultaneously perpendicular to the two plates of the dihedron 10.
- the array of radiating elements 14a, 14b of each plate 11a, 11b makes it possible to produce a phase shift, from the outside to the center of the dihedral along an axis (referenced 15a for the left plate and 15b for the right plate) perpendicular to an axis 16 of intersection of the two plates, according to a determined phase law, to add a misalignment with respect to a specular reflection for a given operating frequency.
- the phase shift is achieved by a decrease in the size of the radiating elements towards the center of the dihedron (from left to right for the left plate 11a, and from the right to the left for the right plate 11b).
- the phase law corresponds in this case to a negative phase shift increasing toward the center of the dihedron.
- the phase shifts produced by the radiating element arrays 14a, 14b of the two plates are therefore inverted relative to one another.
- the application of a phase shift between the different elements of each of the networks 14a, 14b makes it possible to maximize the SER while avoiding the orthogonality constraint between the two faces (plates 11a, 11b) involved in the double reflection.
- each grating 14a, 14b is produced solely by varying the geometry of the radiating elements, that is to say by modifying at least one dimension of the radiating elements (instead of take radiating elements all identical as is the case in a conventional network).
- the radiating elements of the networks 14a, 14b are rectangular patches. However, there are many other topologies of radiating elements to achieve the desired phase shift (annular patch, circular patch, patch loaded with slots, patch loaded by a stub, ). In all cases, it is the modification of one or more dimension (s) of the radiating elements on the surface of the network 14a, 14b which produces the desired phase shift.
- phase shift ⁇ between two successive elements must be described by the relation:
- FIG. 7 illustrates the operation of the device 10 of FIG. 2, for a plane wave at normal incidence with respect to the rear equivalent plane of the device.
- This figure 7 thus describes the geometry of the so-called “flattened” dihedral problem, when the incident wave is normal to the rear equivalent plane, that is to say that the incident wave makes an angle ⁇ with the normal of the surface. of the phase shifter grating of the left plate 11a (normal of the surface of those 11a of the two plates 11a, 11b which receives the incident wave). This configuration is called "zero incidence configuration”.
- phase shift between two successive elements must correspond to a delay described with a phase law Y;
- This phase law applied by the network 14a, 14b of each of the plates 11a, 11b makes it possible to compensate for the opening of the dihedral, by providing the additional misalignment of the beam with respect to the specular reflection.
- FIG. 8 illustrates the operation of the device of FIG. 2 in the first case, that is to say in the case where the incident wave brings a phase delay with respect to the configuration of the wave at normal incidence on the left plate (panel) 11a of the device 10.
- FIG. 9 illustrates the operation of the device of FIG. 2 in the second case, that is to say in the case where the incident wave brings a phase advance with respect to the configuration of the wave at normal incidence on the left plate (panel) 11a of the device 10.
- the incident wave brings a phase advance with respect to the configuration of the wave at normal incidence on the left plate (panel) 11a of the device 10.
- the angle ⁇ in order to preserve the dihedral effect and not to arrive on the reflecting grating in grazing incidence (remembering that this effect is also present with a classical dihedral). It is said that the dihedron is characterized by an opening angle. It is possible to increase this opening angle by creating a network of dihedrons. Thus, it becomes quite appropriate to have dihedres 10 according to the present invention, having a small footprint.
- each reflector array 14a, 14b It is possible to choose among several shapes for the radiating elements (also called “cells") constituting each reflector array 14a, 14b: ring elements, circular elements, rectangular elements, square elements ...
- the choice of a cell shape is essentially based on the total range of phase shift that can be obtained by varying the cell sizes, as well as the frequency behavior of the phase shift law. Through simulations, it is shown that a ring-type cell is a good compromise if one seeks to have the maximum excursion possible for the phase shift with the best possible linearity over the largest possible frequency range.
- each reflector array 14a, 14b is chosen so as to limit as much as possible the rise of secondary lobe levels (in particular the lattice lobes): this step is thus chosen less than ⁇ / 2, with ⁇ the length of working wave.
- this network pitch must not be too small if it is desired to have a large possible variation of phase shift between the cells (variation fixed by the size).
- the choice is therefore based on the comparison of simulations between a network at ⁇ / 2 and a network at ⁇ / 3.
- the result of the simulations shows that the network pitch of ⁇ / 3 is preferable because it induces lower side lobes than for the network pitch of ⁇ / 2.
- each reflector array 14a, 14b (size of each panel 11a, 11b) influences the maximum SER level of the device 10 (dihedral with two reflector gratings). It is thus a question of finding a compromise between size of network and maximum level of SER. It is possible to make a comparison with a metal dihedron of the same size knowing that for this metal dihedral, the SER is maximum.
- the bandwidth is not necessarily a constraint.
- the frequency of use is known and fixed. Broadband is not useful. It is the same for identification type applications.
- each plate 11a, 11b comprises, for example, at least one other array of radiating elements, making it possible to add a misalignment with respect to the specular reflection, for another given operating frequency.
- each plate comprises N reflector gratings, each having a distinct operating frequency, with N greater than or equal to two.
- the first relies on first networks of radiating elements 14a, 14b (identical to those of FIG. 3, with radiating elements which are rectangular patches); and
- the second relies on second networks of radiating elements 14a ', 14b' (with radiating elements which are circular patches).
- the incident wave is sent in a direction different from that of the radar in the case of a single-static configuration. This extension allows to address stealth applications.
- the device comprises means for modulating the phase law as a function of time, thus making it possible to modulate the SER of the device as a function of time (agility of SER).
- the phase shift produced by each element of each grating 14a, 14b is for example controlled by an active circuit (phase shifter circuit) 111.
- the radiating elements are radiating elements each introducing a variable phase shift (and no longer a fixed phase shift as in the example of FIGS. 2, 3 and 7 to 9), and the modulation means comprise, for each array of radiating elements, a plurality of active circuits 111 each controlling the phase shift of one of the radiating elements.
- This plurality of active circuits is itself controlled by a suitable control device (processor for example) 113, receiving as input a setpoint indicating the desired variation of the SER of the device.
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Aerials With Secondary Devices (AREA)
- Variable-Direction Aerials And Aerial Arrays (AREA)
- Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
Abstract
Il est proposé un dispositif (10) en forme de dièdre comprenant deux plaques (lia, 11b) formant entre elles un angle de π-2α, avec 0<α<π/4. Chaque plaque comprend un plan de masse (12a, 12b), au moins une couche diélectrique (13a, 13b) et un réseau d'éléments rayonnants (14a, 14b). Une onde incidente est réfléchie par le dispositif grâce à une double réflexion sur les deux plaques. Le réseau d'éléments rayonnants de chaque plaque permet de produire un déphasage, de l'extérieur vers le centre du dièdre en suivant un axe perpendiculaire à un axe d'intersection des deux plaques, selon une loi de phase déterminée, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à une réflexion spéculaire pour une fréquence de fonctionnement donnée.
Description
Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation).
1. DOMAINE DE L'INVENTION
Le domaine de l'invention est celui des dispositifs en forme de dièdre comprenant deux plaques.
Plus précisément, l'invention concerne une technique permettant d'adapter (maximisation ou minimisation) la surface équivalente radar dans une configuration mono-statique (SER) d'un dispositif en forme de dièdre aplati, c'est-à-dire un dièdre dont les deux plaques forment entre elles un angle de π-2α, avec 0 < α < π/4.
L'invention est exploitable pour toutes applications où l'on souhaite adapter
(notamment maximiser ou minimiser) la SER d'un objet.
Dans le cas d'une maximisation de la SER, on cherche à rendre un objet très facilement détectable par un radar mono-statique. La présente invention peut par exemple être utilisée sur une bicyclette, afin de faciliter sa détection par un radar automobile anticollision. Des applications équivalentes sont possibles pour la détection des navires (en particulier les navires légers comme les voiliers) par les radars côtiers ou les radars embarqués sur d'autres navires. Là encore, c'est l'évitement des collisions qui peut être visé en utilisant un système peu encombrant. De manière générale, toutes les applications nécessitant un système devant répondre à une onde incidente quelle que soit son orientation sont concernées par cette invention quand elle est utilisée pour maximiser la SER : identification radiofréquence, système de poursuite, agilité de SER, etc.
Dans le cas d'une minimisation de la SER, l'invention permet d'aborder des applications de furtivité. On cherche à rendre un objet difficilement détectable par un radar.
2. ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
2.1 Maximisation de la SER
Une première solution connue pour maximiser la SER (c'est-à-dire obtenir une forte SER) consiste à utiliser un dièdre métallique.
Les figures 1A et 1B illustrent le principe de la réflexion dans un dièdre métallique 1 ayant un angle intérieur de dièdre de π/2 (angle entre les deux plaques métalliques 2, 3 formant le dièdre métallique 1), pour différents angles d'incidence β (β=0 sur la figure 1A et β≠0 sur la figure 1B). En d'autres termes, les deux plaques 2, 3 forment entre elles un angle de π-2α, avec α = π/4.
On voit que l'onde incidente est réfléchie dans la direction dont elle est issue, grâce à une double réflexion sur chacune des surfaces métalliques 2, 3 du dièdre métallique. C'est cette double réflexion spéculaire qui, en vertu de la loi de réflexion de Descartes, permet de maximiser la SER de l'objet (dièdre métallique). Le comportement est similaire à celui d'un catadioptre en optique. Le principe reste le même pour une grande variation de l'angle d'incidence β (environ ± 15° pour le lobe principal). En d'autres termes, la propriété intéressante d'un dièdre métallique est de présenter une SER quasiment constante (avec une variation de 3 dB par rapport à la SER maximale) pour une variation de l'angle d'incidence β d'environ ± 20° par rapport à la direction d'incidence de la configuration d'incidence nulle.
Cette première solution connue présente un inconvénient majeur : les deux plaques métalliques, de dimension L x L par exemple, doivent former un angle de π/2 afin que le mécanisme de double réflexion soit efficace (c'est-à-dire pour avoir l'angle de l'onde incidente égal à l'angle de l'onde réfléchie), ce qui conduit à un objet 3D relativement encombrant en profondeur (P = L/V2) (voir figure 1A).
Une deuxième solution connue consiste à utiliser un réseau de Van Atta. I l s'agit dans ce cas d'un réseau imprimé unique et plan. Toutefois, un tel réseau nécessite des lignes imprimées d'interconnexion entre les différents éléments du réseau. Ces lignes sont sources de pertes, de rayonnement parasite et de complexité dans la conception.
Une troisième solution connue consiste à utiliser des structures de type réseau rétrodirectif hétérodyne qui utilisent le principe de la conjugaison de phase pour le signal réémis. Ces structures sont plus délicates à mettre en œuvre puisqu'elles sont basées sur une structure active (multiplication avec un oscillateur local oscillant à la fréquence double de la fréquence du signal reçu).
2.2 Minimisation de la SER
Il existe plusieurs techniques connues permettant de réduire la SER d'objets (et donc d'un dièdre), dans le cas d'une configuration radar mono-statique.
Une première famille de méthodes revient à modifier l'impédance de surface des faces d'un dièdre par exemple, en déposant un matériau absorbant sur les faces du dièdre. Ainsi, les mécanismes de réflexion se trouvent atténués par la présence de ce matériau absorbant.
Il faut aussi évoquer les matériaux absorbants les ondes émises par les radars (aussi connu sous l'acronyme RAM, pour « Radar Absorbent Materials » en anglais). I l convient de décrire ces matériaux RAM comme une structure hétérogène de plusieurs couches de matériaux composites, dans lesquelles l'onde électromagnétique est absorbée (matériaux magnétiques par exemple).
Une autre méthode s'apparentant à l'atténuation de l'onde par le matériau revient à « piéger » l'onde électromagnétique incidente dans le matériau par l'intermédiaire d'une géométrie particulière. Cette géométrie est décrite par l'intermédiaire d'un plan de masse et d'une épaisseur de matériau donnée (écran de Salisbury).
Enfin, il est aussi possible de mettre conjointement en place différents types de matériaux afin que la sommation des ondes réfléchies par chacun de ces matériaux soit destructive (combinaison d'une structure de type AMC (« Artificial Magnetic
Conductor ») et de type PEC (« Perfect Electric Conductor »)).
Ainsi, toutes les solutions succinctement décrites ci-dessus, et dédiées à la diminution de la SER dans une configuration radar mono-statique, sont essentiellement basées sur l'absorption de l'onde électromagnétique incidente, soit par l'intermédiaire de matériaux à propriétés absorbantes particulières, soit par un arrangement géométrique particulier de couches de matériaux.
3. OBJECTIFS DE L'INVENTION
L'invention, dans au moins un mode de réalisation, a notamment pour objectif de pallier ces différents inconvénients de l'état de la technique.
Plus précisément, dans au moins un mode de réalisation de l'invention, un objectif est de fournir une technique permettant d'adapter (maximisation ou minimisation) la surface équivalente radar (SER) d'un dispositif en forme de dièdre aplati (c'est-à-dire un dièdre dont les deux plaques forment entre elles un angle de π-2α, avec 0 < α < π/4), dont l'encombrement est plus faible qu'un dièdre métallique classique dont les deux plaques forment entre elles un angle de π/2.
Au moins un mode de réalisation de l'invention a également pour objectif de fournir une telle technique ne nécessitant pas (contrairement au réseau Van Atta) de lignes imprimées d'interconnexion entre différents éléments de réseau.
Un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une telle technique utilisant une structure entièrement passive (contrairement aux réseaux rétrodirectifs hétérodynes), ce qui la rend beaucoup plus simple, moins coûteuse et entièrement autonome d'un point de vue énergétique.
Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une telle technique qui permette un fonctionnement multi-fréquence (c'est- à-dire un fonctionnement possible à plusieurs fréquences de fonctionnement, éventuellement écartées).
Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une telle technique qui soit simple à mettre en œuvre et peu coûteuse.
Encore un autre objectif d'au moins un mode de réalisation de l'invention est de fournir une telle technique qui permette d'offrir une SER modulable en fonction du temps (agilité de SER).
4. EXPOSÉ DE L'INVENTION
Dans un mode de réalisation particulier de l'invention, il est proposé un dispositif en forme de dièdre comprenant deux plaques, caractérisé en ce que les deux plaques forment entre elles un angle de π-2α, avec 0<α<π/4. Chaque plaque comprend un plan de masse, au moins une couche diélectrique et un réseau d'éléments rayonnants, une onde incidente étant réfléchie par le dispositif grâce à une double réflexion sur les deux plaques. Le réseau d'éléments rayonnants de chaque plaque permet de produire un déphasage, de l'extérieur vers le centre du dièdre en
suivant un axe perpendiculaire à un axe d'intersection des deux plaques, selon une loi de phase déterminée, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à une réflexion spéculaire pour une fréquence de fonctionnement donnée.
Ainsi, ce mode de réalisation particulier de l'invention repose sur une approche tout à fait nouvelle et inventive consistant à utiliser deux réseaux d'éléments rayonnants (un dans chaque plaque du dièdre), appliquant une même loi de phase mais pas dans le même sens (chaque réseau produit un déphasage de l'extérieur vers le centre du dièdre). Chaque réseau apporte un supplément de dépointage par rapport à la réflexion spéculaire. On peut ainsi contrôler la direction de re-rayonnement d'une onde incidente, quelle que soit l'ouverture de l'angle π-2α entre les deux plaques
(formant des plans réfléchissants).
On peut ainsi maintenir un fonctionnement correct (forte ou faible SER, selon les applications) même pour un angle a petit, c'est-à-dire pour une structure très ouverte. On obtient ainsi une structure avec un dièdre aplati, ce qui limite sa profondeur (par exemple, comme illustré sur la figure 2, une profondeur P' = L.sin(a), avec des plaques de dimensions L x L, au lieu d'une profondeur P = L/V2, pour le dièdre métallique classique illustré sur la figure 1A). Une originalité de la présente invention tient donc au fait que la structure est quasi-plane (à défaut d'être complètement plane comme le réseau Van Atta) mais ne nécessite aucune ligne en plus des éléments rayonnants du réseau (contrairement au réseau Van Atta).
Une autre originalité de la présente invention est que plusieurs mises en œuvre particulières sont possibles ayant des finalités distinctes : augmenter la SER du dispositif, réduire la SER du dispositif ou encore obtenir une SER variable dans le temps.
Dans une première mise en œuvre particulière, ladite loi de phase permet au dispositif de réfléchir une onde incidente dans la direction dont elle est issue, afin d'augmenter la surface équivalente radar du dispositif.
Selon une caractéristique particulière, pour une onde incidente faisant un angle a avec la normale de la surface de celles des deux plaques qui reçoit ladite onde incidente, le dépointage par rapport à la réflexion spéculaire est : π/2 — 2a, vers le centre du dièdre.
Selon une caractéristique particulière, pour une onde incidente faisant un angle a avec la normale de la surface de celles des deux plaques qui reçoit ladite onde incidente, la loi de phase s'écrit :
γ = k0 d (cos a— sin a), où k0 = 2nc/îQ est le nombre d'onde à la fréquence de travail f0, et d est le pas du réseau.
Dans une deuxième mise en œuvre particulière, ladite loi de phase permet au dispositif de réfléchir une onde incidente dans une direction différente de celle dont elle est issue, afin de réduire la surface équivalente radar du dispositif.
Dans une troisième mise en œuvre particulière, le dispositif comprend des moyens de modulation de ladite loi de phase en fonction du temps, permettant de moduler la surface équivalente radar du dispositif en fonction du temps.
Selon une caractéristique particulière, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants introduisant chacun un déphasage variable, et lesdits moyens de modulation comprennent, pour chaque réseau d'éléments rayonnants, une pluralité de circuits actifs contrôlant chacun le déphasage d'un desdits éléments rayonnants.
Il est également proposé d'autres caractéristiques pour les différentes mises en œuvre particulières précitées.
Selon une caractéristique particulière, pour chaque plaque, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants imprimés sur ladite au moins une couche diélectrique.
Selon une caractéristique particulière, pour chaque réseau d'éléments rayonnants, le déphasage entre deux éléments rayonnants successifs, de l'extérieur vers le centre du dièdre en suivant ledit axe perpendiculaire à l'axe d'intersection des deux plaques, est obtenu par une modification d'au moins une dimension des éléments rayonnants.
Selon une caractéristique particulière, le pas de chaque réseau d'éléments rayonnants est inférieur à λ/2, avec λ la longueur d'onde de travail.
Selon une caractéristique particulière, chaque plaque comprend au moins un autre réseau d'éléments rayonnants, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à la réflexion spéculaire, pour une autre fréquence de fonctionnement donnée.
Ainsi, on augmente le nombre de fréquences de fonctionnement possibles (fonctionnement multi-fréquence).
Selon une caractéristique particulière, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants introduisant chacun un déphasage fixe.
Dans ce cas, le dispositif est une structure entièrement passive (contrairement aux réseaux rétrodirectifs hétérodynes de l'art antérieur), ce qui la rend beaucoup plus simple, moins coûteuse et entièrement autonome d'un point de vue énergétique.
5. LISTE DES FIGURES
D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture de la description suivante, donnée à titre d'exemple indicatif et non limitatif, et des dessins annexés, dans lesquels :
les figures 1A et 1B, déjà décrites en relation avec l'art antérieur, illustrent le principe de la réflexion dans un dièdre métallique classique ;
les figures 2 et 3 présentent des vues, de côté et en perspective respectivement, d'un dispositif en forme de dièdre selon un mode de réalisation particulier de l'invention ;
la figure 4 illustre la loi de phase d'un réseau déphaseur, ainsi que son fonctionnement avec une onde plane en incidence normale (angle d'incidence β égal à zéro) ;
- la figure 5 illustre le fonctionnement du réseau déphaseur de la figure 4, dans le cas où l'onde incidente apporte un retard de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale ;
la figure 6 illustre le fonctionnement du réseau déphaseur de la figure 4, dans le cas où l'onde incidente apporte une avance de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale ;
la figure 7 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 2, pour une onde plane en incidence normale par rapport au plan équivalent arrière du dispositif ; la figure 8 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 2, dans le cas où l'onde incidente apporte un retard de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale sur la plaque (panneau) de gauche du dispositif ;
la figure 9 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 2, dans le cas où l'onde incidente apporte une avance de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale sur la plaque (panneau) de gauche du dispositif ; la figure 10 illustre une variante du dispositif de la figure 3, dans laquelle le dispositif présente deux fréquences de fonctionnement possibles ;
la figure 11 illustre une autre variante du dispositif de la figure 3, dans laquelle le dispositif comprend des moyens de modulation de la loi de phase en fonction du temps.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE
Sur toutes les figures du présent document, les éléments identiques sont désignés par une même référence numérique.
6.1 Principe général de l'invention
Dans la présente invention, c'est l'application d'un déphasage entre différents éléments rayonnants d'un réseau réfléchissant qui permet de produire la loi de réflexion voulue, pour chaque plaque d'un dispositif en forme de dièdre. En fait, le déphasage produit par chaque plaque permet d'ajouter un dépointage à la réflexion spéculaire. On peut donc ainsi contrôler la direction de re-rayonnement du dispositif, quelle que soit l'ouverture de l'angle π-2α entre les deux plaques (plans réfléchissants). On peut ainsi maintenir un fonctionnement correct (forte SER par exemple) même pour un angle a petit, c'est-à-dire pour une structure très ouverte. On obtient ainsi une structure imprimée sur un dièdre aplati, ce qui limite sa profondeur
(voir figure 2 : P' = L.sin(a)).
Dans la suite de la description, on décrit plus en détail le cas particulier où la loi de phase permet au dispositif de réfléchir une onde incidente dans la direction dont elle est issue, afin d'augmenter la surface équivalente radar (SER) du dispositif.
On présente maintenant, en relation avec les figures 2 et 3, un dispositif 10 en forme de dièdre selon un mode de réalisation particulier de l'invention.
Le dispositif 10 comprend deux plaques lia, 11b formant entre elles un angle de π-2α, avec 0 < α < π/4. Chaque plaque lia, 11b comprend un plan de masse 12a, 12b, une couche diélectrique 13a, 13b et un réseau d'éléments rayonnants 14a, 14b
(aussi appelés réseaux réflecteurs). Pour chaque réseau, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants imprimés sur la couche diélectrique.
Dans une variante de réalisation, chaque plaque comprend plusieurs couches diélectriques.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, les éléments rayonnants sont répartis sur une seule couche, à la surface de l'unique couche de diélectrique. Dans une variante de réalisation, les éléments rayonnants sont répartis sur plusieurs couches (ceci est classique dans les techniques de réseaux réflecteurs pour augmenter la bande passante).
Une onde incidente est réfléchie par le dispositif grâce à une double réflexion sur les deux plaques lia, 11b. On suppose que le vecteur d'onde de l'onde incidente est contenu dans un plan simultanément perpendiculaire aux deux plaques du dièdre 10.
Le réseau d'éléments rayonnants 14a, 14b de chaque plaque lia, 11b permet de produire un déphasage, de l'extérieur vers le centre du dièdre en suivant un axe (référencé 15a pour la plaque de gauche et 15b pour la plaque de droite) perpendiculaire à un axe 16 d'intersection des deux plaques, selon une loi de phase déterminée, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à une réflexion spéculaire pour une fréquence de fonctionnement donnée.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, pour chaque plaque, le déphasage est réalisé par une décroissance de la taille des éléments rayonnants vers le centre du dièdre (de la gauche vers la droite pour la plaque de gauche lia, et de la droite vers la gauche pour la plaque de droite 11b). Pour chaque plaque, la loi de phase correspond dans ce cas à un déphasage négatif croissant vers le centre du dièdre. Les déphasages produits par les réseaux d'éléments rayonnants 14a, 14b des deux plaques sont donc inversés l'un par rapport à l'autre. Ainsi, l'application d'un déphasage entre les différents éléments de chacun des réseaux 14a, 14b permet de maximiser la SER tout en s'affranchissant de la contrainte d'orthogonalité entre les deux faces (des plaques lia, 11b) impliquées dans la double réflexion.
Dans l'exemple des figures 2 et 3, le déphasage de chaque réseau 14a, 14b est produit uniquement en faisant varier la géométrie des éléments rayonnants, c'est-à- dire en modifiant au moins une dimension des éléments rayonnants (au lieu de prendre des éléments rayonnants tous identiques comme c'est le cas dans un réseau classique).
Dans l'exemple des figures 2 et 3, les éléments rayonnants des réseaux 14a, 14b sont des patchs rectangulaires. Il existe cependant de nombreuses autres topologies d'éléments rayonnants permettant de réaliser le déphasage souhaité (patch annulaire, patch circulaire, patch chargé par des fentes, patch chargé par un stub, ...). Dans tous les cas, c'est la modification d'une ou plusieurs dimension(s) des éléments rayonnants sur la surface du réseau 14a, 14b qui permet de produire le déphasage souhaité.
6.2 Rappel : loi de phase pour un unique plan réflecteur
Comme illustré sur la figure 4, lorsqu'on éclaire les éléments d'un réseau avec une onde plane en incidence normale, cette onde plane subit un dépointage à la réflexion qui dépend du déphasage apporté par les éléments du réseau. La taille des éléments du réseau, ainsi que le pas d du réseau, fixent donc le déphasage entre deux éléments successifs du réseau afin de déterminer la loi de phase.
Si la direction de l'onde incidente est normale au plan du réseau déphaseur (angle d'incidence β égal à 0°), on montre que pour diriger la direction de l'onde réfléchie dans la direction φ0 (φ0, angle positif comme indiqué sur la figure 4 avec une décroissance de la taille des éléments rayonnants du côté du dépointage), le déphasage γ entre deux éléments successifs doit être décrit par la relation :
γ = k0 d sin(<p0)
où kQ = 2π/λ = 2nc/fQ est le nombre d'onde à la fréquence de travail fQ et d la distance inter-élément (pas du réseau).
Si l'angle d'incidence β est différent de 0°, il est nécessaire de décrire deux cas de figure :
Cas 1 (voir figure 5) : l'angle d'incidence β apporte un retard de phase supplémentaire par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale, et la nouvelle loi de phase γ peut s'écrire :
γ = kQ d sin(< ) = kQ d sin(< 0) + kQ d sin(/?) où φ0 correspond au dépointage de l'onde réfléchie pour l'onde en incidence normale (cf figure 4).
Cas 2 (voir figure 6) : l'angle d'incidence β apporte une avance de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale, et la nouvelle loi de phase γ peut s'écrire :
γ = kQ d sin(< ) = k0 d sin(< 0)— k0 d sin(/?) avec la même signification pour l'angle φ0 que dans le cas 1.
6.3 Géométrie du problème
La figure 7 illustre le fonctionnement du dispositif 10 de la figure 2, pour une onde plane en incidence normale par rapport au plan équivalent arrière du dispositif.
Cette figure 7 décrit donc la géométrie du problème du dièdre dit « aplati », lorsque l'onde incidente est normale au plan équivalent arrière, c'est-à-dire que l'onde incidente fait un angle a avec la normale de la surface du réseau déphaseur de la plaque de gauche lia (normale de la surface de celles lia des deux plaques lia, 11b qui reçoit l'onde incidente). Cette configuration est appelée « configuration à incidence nulle ».
Dans ce cas de figure, nous décrivons les différents angles de dépointage que doit subir l'onde entrant dans le dièdre afin que l'onde sortant du dièdre soit réfléchie dans la même direction que l'onde incidente. Pour cela, il faut vérifier deux conditions, pour chacune des deux plaques lia, 11b :
· le déphasage entre deux éléments successifs (de l'extérieur vers le centre de la structure) doit correspondre à un retard décrit avec une loi de phase Y ; et
• ce retard doit être ajusté en fonction de la valeur de l'angle a et le dépointage correspondant par rapport à la réflexion spéculaire doit être fixé à (π/2 — 2a) vers l'intérieur du dièdre (sur la figure 7, on a représenté en pointillés l'axe de réflexion séculaire 71a pour la plaque de gauche lia, ainsi que l'axe de réflexion séculaire 71b pour la plaque de droite 11b).
On montre que la loi de phase, pour chacune des deux plaques lia, 11b, s'écrit : γ = kQ d (cos a— sin a), avec kQ et d déjà définis plus haut.
Cette loi de phase appliquée par le réseau 14a, 14b de chacune des plaques lia, 11b permet de compenser l'ouverture du dièdre, en apportant le supplément de dépointage du faisceau par rapport à la réflexion spéculaire.
6.4 Limitation de la variation de l'angle d'incidence β
Nous avons indiqué plus haut que l'angle d'entrée du rayon dans le dièdre pouvait subir un angle de dépointage β différent de 0°. Il est donc nécessaire de décrire deux cas de figure s'appliquant à la configuration du dièdre.
La figure 8 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 2 dans le premier cas, c'est-à-dire dans le cas où l'onde incidente apporte un retard de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale sur la plaque (panneau) de gauche lia du dispositif 10. Dans ce premier cas, on peut considérer, par rapport à la configuration en incidence nulle (β=0), que l'on est en présence du phénomène de la figure 5 pour la plaque de gauche lia, puis du phénomène de la figure 6 pour la plaque de droite 11b.
La figure 9 illustre le fonctionnement du dispositif de la figure 2 dans le second cas, c'est-à-dire dans le cas où l'onde incidente apporte une avance de phase par rapport à la configuration de l'onde en incidence normale sur la plaque (panneau) de gauche lia du dispositif 10. Dans ce second cas, on peut considérer, par rapport à la configuration en incidence nulle (β=0), que l'on est en présence du phénomène de la figure 6 pour la plaque de gauche lia, puis du phénomène de la figure 5 pour la plaque de droite 11b. En d'autres termes, par rapport au premier cas, on permute les phénomènes de retard de phase et avance de phase supplémentaire.
Dans les premier et second cas précités (illustrés sur les figures 8 et 9), on montre que quand β est différent de zéro, il faut que le faisceau réfléchi par le premier panneau (panneau de gauche) lia soit intercepté par le second panneau (panneau de droite) et ne soit pas évanescent (angle de réflexion impliquant le rayon réfléchi dans le matériau diélectrique). Cette contrainte est d'autant plus forte que l'angle a est
petit (exemple pour a = 10°, on a β maximal égal à 0,89° et pour a = 22,5°, on a β maximal égal à 4,85°).
En d'autres termes, il existe des limites pour l'angle β, afin de conserver l'effet dièdre et ne pas arriver sur le réseau réflecteur en incidence rasante (en rappelant que cet effet est aussi présent avec un dièdre classique). On dit alors que le dièdre est caractérisé par un angle d'ouverture. Il est possible d'augmenter cet angle d'ouverture en réalisant un réseau de dièdres. Ainsi, il devient tout à fait opportun d'avoir à sa disposition des dièdres 10 selon la présente invention, présentant un faible encombrement.
6.5 Forme des éléments rayonnants de chaque réseau réflecteur
Il est possible de choisir parmi plusieurs formes pour les éléments rayonnants (aussi appelés « cellules ») constituant chaque réseau réflecteur 14a, 14b : éléments en anneaux, éléments circulaires, éléments rectangulaires, éléments carrés... Le choix d'une forme de cellule se fait essentiellement en fonction de la gamme totale de déphasage qu'il est possible d'obtenir en faisant varier les tailles des cellules, ainsi que du comportement fréquentiel de la loi de déphasage. Par l'intermédiaire de simulations, on montre qu'une cellule de type annulaire constitue un bon compromis si on cherche à avoir le maximum d'excursion possible pour le déphasage avec une linéarité la meilleure possible sur une plage de fréquence la plus grande possible.
6.6 Pas de chaque réseau réflecteur
Le pas de chaque réseau réflecteur 14a, 14b est choisi afin de limiter le plus possible les remontées de niveaux de lobes secondaires (en particulier les lobes de réseau) : ce pas est donc choisi inférieur à λ/2, avec λ la longueur d'onde de travail.
Toutefois, ce pas de réseau ne doit pas être trop petit si on souhaite avoir une grande variation possible de déphasage entre les cellules (variation fixée par la taille).
Le choix est donc basé sur la comparaison de simulations entre un réseau à λ/2 et un réseau à λ/3. Le résultat des simulations montre que le pas de réseau de λ/3 est préférable car il induit des lobes de secondaires de plus faible niveau que pour le pas de réseau de λ/2.
6.7 Taille de chaque réseau réflecteur
La taille de chaque réseau réflecteur 14a, 14b (taille de chaque panneau lia, 11b) influence le niveau maximal de SER du dispositif 10 (dièdre à deux réseaux réflecteurs). Il s'agit donc de trouver un compromis entre taille de réseau et niveau maximal de SER. Il est possible d'effectuer une comparaison avec un dièdre métallique de même taille sachant que pour ce dièdre métallique, la SER est maximale.
6.8 Amélioration de la bande passante
Comme pour tout réseau constitué d'éléments sélectifs en fréquence, la bande passante de la solution proposée ci-dessus est limitée.
Toutefois, pour de nombreuses applications, la bande passante n'est pas forcément une contrainte. Pour un radar automobile anticollision par exemple, la fréquence d'utilisation est connue et figée. La large bande n'est donc pas utile. Il en est de même pour des applications de type identification.
Si on souhaite obtenir un fonctionnement multi-fréquence (c'est-à-dire un fonctionnement possible à différentes fréquences, éventuellement écartées), chaque plaque lia, 11b comprend par exemple au moins un autre réseau d'éléments rayonnants, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à la réflexion spéculaire, pour une autre fréquence de fonctionnement donnée. En d'autres termes, chaque plaque comprend N réseaux réflecteurs, possédant chacun une fréquence de fonctionnement distincte, avec N supérieur ou égal à deux. Il faut aussi noter la possibilité de faire varier le pas du réseau, selon une loi de variabilité donnée.
La figure 10 illustre une variante du dispositif de la figure 3, dans laquelle le dispositif présente deux fréquences de fonctionnement possibles (N=2) :
• la première s'appuie sur des premiers réseaux d'éléments rayonnants 14a, 14b (identiques à ceux de la figure 3, avec des éléments rayonnants qui sont des patchs rectangulaires) ; et
• la seconde s'appuie sur des seconds réseaux d'éléments rayonnants 14a', 14b' (avec des éléments rayonnants qui sont des patchs circulaires).
Si on souhaite obtenir un fonctionnement large bande, un seul réseau d'éléments rayonnants suffit pour chaque plaque, mais l'élément de base doit être
large bande. Cette propriété peut être atteinte avec des géométries adaptées d'élément (par exemple un élément constitué de plusieurs résonateurs, imprimés sur une même couche ou sur une structure multicouche).
6.9 Première variante : minimisation de la SER
En modifiant la loi de phase sur le réseau, on peut minimiser la SER au lieu de la maximiser. On s'arrange dans ce cas pour renvoyer l'onde incidente dans une direction différente de celle du radar dans le cas d'une configuration mono-statique. Cette extension permet d'aborder des applications de furtivité.
6.10 Seconde variante : modulation de la loi de phase en fonction du temps
Dans une seconde variante (illustrée sur la figure 11), le dispositif comprend des moyens de modulation de la loi de phase en fonction du temps, permettant ainsi de moduler la SER du dispositif en fonction du temps (agilité de SER). Le déphasage produit par chaque élément de chaque réseau 14a, 14b est par exemple contrôlé par un circuit actif (circuit déphaseur) 111. Dans ce cas, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants introduisant chacun un déphasage variable (et non plus un déphasage fixe comme dans l'exemple des figures 2, 3 et 7 à 9), et les moyens de modulation comprennent, pour chaque réseau d'éléments rayonnants, une pluralité de circuits actifs 111 contrôlant chacun le déphasage d'un des éléments rayonnants. Cette pluralité de circuits actifs est elle-même contrôlée par un dispositif de commande approprié (processeur par exemple) 113, recevant en entrée une consigne indiquant la variation souhaitée de la SER du dispositif.
Une telle agilité de SER permet par exemple de particulariser la signature du dispositif (dièdre) et donc de faciliter son identification.
Claims
1. Dispositif (10) en forme de dièdre comprenant deux plaques (lia, 11b), caractérisé en ce que les deux plaques forment entre elles un angle de π-2α, avec 0<α<π/4, en ce que chaque plaque comprend un plan de masse (12a, 12b), au moins une couche diélectrique (13a, 13b) et un réseau d'éléments rayonnants (14a, 14b), une onde incidente étant réfléchie par le dispositif grâce à une double réflexion sur les deux plaques, et en ce que le réseau d'éléments rayonnants de chaque plaque permet de produire un déphasage, de l'extérieur vers le centre du dièdre en suivant un axe perpendiculaire à un axe d'intersection des deux plaques, selon une loi de phase déterminée, permettant d'ajouter un dépointage par rapport à une réflexion spéculaire pour une fréquence de fonctionnement donnée.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une onde incidente faisant un angle a avec la normale de la surface de celles des deux plaques qui reçoit ladite onde incidente, la loi de phase s'écrit :
γ = k0 d (cos a— sin a), où k0 = 2nc/îQ est le nombre d'onde à la fréquence de travail f0, et d est le pas du réseau,
de sorte que le dépointage par rapport à la réflexion spéculaire est : π/2 — 2a, vers le centre du dièdre, et le dispositif réfléchit une onde incidente dans la direction dont elle est issue, afin d'augmenter la surface équivalente radar du dispositif.
3. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que, pour une onde incidente faisant un angle a avec la normale de la surface de celles des deux plaques qui reçoit ladite onde incidente, la loi de phase est différente de :
γ = k0 d (cos a— sin a), où k0 = 2nc/îQ est le nombre d'onde à la fréquence de travail f0, et d est le pas du réseau,
de sorte que le dispositif réfléchit une onde incidente dans une direction différente de celle dont elle est issue, afin de réduire la surface équivalente radar du dispositif.
4. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que qu'il comprend des moyens (111, 113) de modulation de ladite loi de phase en fonction du temps, permettant de moduler la surface équivalente radar du dispositif en fonction du temps.
5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé en ce que les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants introduisant chacun un déphasage variable, et en ce que lesdits moyens de modulation comprennent, pour chaque réseau d'éléments rayonnants, une pluralité de circuits actifs (111) contrôlant chacun le déphasage d'un desdits éléments rayonnants.
6. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour chaque plaque, les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants imprimés sur ladite au moins une couche diélectrique.
7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, pour chaque réseau d'éléments rayonnants, le déphasage entre deux éléments rayonnants successifs, de l'extérieur vers le centre du dièdre en suivant ledit axe perpendiculaire à l'axe d'intersection des deux plaques, est obtenu par une modification d'au moins une dimension des éléments rayonnants.
8. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que le pas de chaque réseau d'éléments rayonnants est inférieur à λ/2, avec λ la longueur d'onde de travail.
9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 8, caractérisé en ce que chaque plaque comprend au moins un autre réseau d'éléments rayonnants (14a', 14b'), permettant d'ajouter un dépointage par rapport à la réflexion spéculaire, pour une autre fréquence de fonctionnement donnée.
10. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 1 à 3 et 6 à 9, caractérisé en ce que les éléments rayonnants sont des éléments rayonnants introduisant chacun un déphasage fixe.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR1260615A FR2997796B1 (fr) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Dispositif en forme de diedre aplati possedant une surface equivalente radar adaptee (maximisation ou minimisation) |
PCT/EP2013/073306 WO2014072431A1 (fr) | 2012-11-08 | 2013-11-07 | Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation) |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
EP2917965A1 true EP2917965A1 (fr) | 2015-09-16 |
Family
ID=48468379
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
EP13786517.6A Withdrawn EP2917965A1 (fr) | 2012-11-08 | 2013-11-07 | Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation) |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US9882280B2 (fr) |
EP (1) | EP2917965A1 (fr) |
JP (1) | JP6267219B2 (fr) |
CN (1) | CN104995794B (fr) |
FR (1) | FR2997796B1 (fr) |
WO (1) | WO2014072431A1 (fr) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105305097B (zh) * | 2015-12-01 | 2018-11-09 | 中国人民解放军国防科学技术大学 | 一种基于Salisbury屏的新型二面角结构 |
WO2019120561A1 (fr) * | 2017-12-22 | 2019-06-27 | European Space Agency | Reconstruction de front d'onde pour revêtements diélectriques à longueur d'onde arbitraire |
US10971818B2 (en) * | 2018-09-04 | 2021-04-06 | Elwha Llc | Open cavity system for directed amplification of radio frequency signals |
US10992325B2 (en) * | 2018-09-04 | 2021-04-27 | Elwha Llc | Open cavity system for directed amplification of acoustic signals |
CN109193171B (zh) * | 2018-09-19 | 2021-06-01 | 西安电子科技大学 | 一种基于Van Atta阵列极化转换的低RCS微带天线 |
US11372100B2 (en) * | 2018-10-23 | 2022-06-28 | Baidu Usa Llc | Radar object classification and communication using smart targets |
JP7500172B2 (ja) * | 2019-09-18 | 2024-06-17 | 電気興業株式会社 | メタサーフェス反射板および該メタサーフェスを備えた信号機 |
CN115036703B (zh) * | 2022-06-14 | 2023-08-25 | 电子科技大学 | 一种基于相位相消的rcs减缩二面角结构及其设计方法 |
Family Cites Families (17)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3417398A (en) * | 1966-04-12 | 1968-12-17 | Radiation Inc | Modulated retrodirective corner reflector |
US4104634A (en) * | 1974-01-03 | 1978-08-01 | The Commonwealth Of Australia | Ground plane corner reflectors for navigation and remote indication |
EP0026054B1 (fr) * | 1979-09-17 | 1983-10-26 | John Hewitt Firth | Réflecteur d'encoignure pour radar |
FR2519134B1 (fr) * | 1981-12-30 | 1988-01-22 | Lacroix E | Procede pour leurrer des detecteurs electromagnetiques actifs, et leurres correspondants |
JPH03270303A (ja) * | 1990-03-20 | 1991-12-02 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | フェーズド・アレイ型電波反射体 |
JP3395405B2 (ja) * | 1994-10-19 | 2003-04-14 | 株式会社デンソー | 反射アンテナ |
JPH10107540A (ja) * | 1996-09-27 | 1998-04-24 | Fujitsu Ten Ltd | 電波反射体 |
ES2153323B1 (es) * | 1999-06-07 | 2001-07-16 | Univ Madrid Politecnica | Reflectores planos en tecnologia impresa multicapa y su procedimiento de diseño. |
DE10313367A1 (de) * | 2002-03-25 | 2003-10-16 | Murata Manufacturing Co | Führungsmarkierung und visuelle Führungsmarkierungsvorrichtung |
JP3744448B2 (ja) * | 2002-03-25 | 2006-02-08 | 株式会社村田製作所 | 電波反射体 |
ES2296123T3 (es) * | 2005-02-23 | 2008-04-16 | Saab Ab | Reflector de radar desplegable. |
US7920100B2 (en) * | 2005-08-18 | 2011-04-05 | Raytheon Company | Foldable reflect array |
CN100526912C (zh) * | 2006-06-02 | 2009-08-12 | 中国科学院电子学研究所 | 一种宽带合成孔径雷达的有源外定标器及其定标方法 |
JP5371633B2 (ja) * | 2008-09-30 | 2013-12-18 | 株式会社エヌ・ティ・ティ・ドコモ | リフレクトアレイ |
DE102009029503A1 (de) * | 2009-09-16 | 2011-03-24 | Robert Bosch Gmbh | Radarsensorvorrichtung mit wenigstens einer planaren Antenneneinrichtung |
US8466776B2 (en) * | 2010-07-01 | 2013-06-18 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Extended range passive wireless tag system and method |
GB201016748D0 (en) * | 2010-10-05 | 2010-11-17 | Univ Leeds | Reflective substrate |
-
2012
- 2012-11-08 FR FR1260615A patent/FR2997796B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
2013
- 2013-11-07 WO PCT/EP2013/073306 patent/WO2014072431A1/fr active Application Filing
- 2013-11-07 EP EP13786517.6A patent/EP2917965A1/fr not_active Withdrawn
- 2013-11-07 JP JP2015541139A patent/JP6267219B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 2013-11-07 CN CN201380061474.0A patent/CN104995794B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2013-11-07 US US14/441,741 patent/US9882280B2/en not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
None * |
See also references of WO2014072431A1 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN104995794B (zh) | 2018-04-20 |
CN104995794A (zh) | 2015-10-21 |
US9882280B2 (en) | 2018-01-30 |
JP2016502792A (ja) | 2016-01-28 |
JP6267219B2 (ja) | 2018-01-24 |
FR2997796B1 (fr) | 2017-11-03 |
WO2014072431A1 (fr) | 2014-05-15 |
FR2997796A1 (fr) | 2014-05-09 |
US20150263425A1 (en) | 2015-09-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2014072431A1 (fr) | Dispositif en forme de dièdre aplati possédant une surface équivalente radar adaptée (maximisation ou minimisation) | |
EP2005245B1 (fr) | Masque de photolithographie en extreme ultra-violet, avec couche d'arret resonante | |
EP0575211A1 (fr) | Motif élémentaire d'antenne à large bande passante et antenne-réseau le comportant | |
FR2980044A1 (fr) | Cellule dephaseuse rayonnante reconfigurable basee sur des resonances fentes et microrubans complementaires | |
EP0147325A2 (fr) | Antenne à deux réflecteurs cylindro-paraboliques croisés, et son procédé de fabrication | |
CA2856952C (fr) | Structure de revetement anti-reflexion a reseau de diffraction utilisant des elements resonants | |
EP0493255A1 (fr) | Système de protection d'un équipement électronique | |
EP3844844A1 (fr) | Antenne pour emettre et/ou recevoir une onde electromagnetique, et systeme comprenant cette antenne | |
FR2945674A1 (fr) | Dispositif de depointage du faisceau d'une antenne a balayage de faisceau utilisant le dispositif | |
EP3903381B1 (fr) | Procede d'integration d'une antenne " reseaux " dans un milieu de nature electromagnetique differente et antenne associee | |
EP0014605A1 (fr) | Antenne Cassegrain inversée pour radar à fonctions multiples | |
FR3003703A1 (fr) | Dispositif de reduction de signature radar d'antenne, systeme antennaire et procede associe | |
EP0762534B1 (fr) | Procédé d'élargissement du faisceau d'une antenne stérique | |
WO2018011294A1 (fr) | Surface sélective en fréquence commandable et multifonctionnelle | |
EP4199258A1 (fr) | Antenne élémentaire de type micro-ruban et antenne réseau ameliorées | |
EP4256376A1 (fr) | Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un module lumineux de signalisation | |
WO2023198458A1 (fr) | Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et un agencement de couches | |
WO2022162050A1 (fr) | Système de réduction de la réflectivité d'une onde électromagnétique incidente sur une surface et dispositif mettant en œuvre ce système | |
EP4363882A1 (fr) | Ensemble de véhicule comprenant un capteur radar et une lentille à gradient d'indice | |
EP0928042A1 (fr) | Dispositif large bande de détection, notamment de radars | |
FR2855642A1 (fr) | Antenne notamment pour imagerie radar, et dispositif d'imagerie comportant une telle antenne, en particulier pour la detection d'objets caches | |
EP4148902A1 (fr) | Systeme electromagnetique avec deviation angulaire du lobe principal de rayonnement d'une antenne | |
EP1249894B1 (fr) | Antenne en réseau et formation de faisceau par le calcul | |
WO2018091587A1 (fr) | Dispositif de depointage de faisceau par deplacement de rouleaux dielectriques effectifs | |
FR2939515A1 (fr) | Reflecteur radat a signature variable sur un large domaine angulaire et frequentiel |
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 |
|
17P | Request for examination filed |
Effective date: 20150505 |
|
AK | Designated contracting states |
Kind code of ref document: A1 Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR |
|
AX | Request for extension of the european patent |
Extension state: BA ME |
|
DAX | Request for extension of the european patent (deleted) | ||
17Q | First examination report despatched |
Effective date: 20180828 |
|
STAA | Information on the status of an ep patent application or granted ep patent |
Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN |
|
18D | Application deemed to be withdrawn |
Effective date: 20200603 |