FR2655204A1 - Antenne-reseau d'alimentation de guides d'onde. - Google Patents
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Abstract
L'antenne-réseau d'alimentation de guides d'onde est réalisée de manière à pouvoir séparer et prélever chacune des composantes de polarisation des ondes polarisées horizontale et verticale reçues de façon concomitante à une ouverture (14) de chacun de plusieurs guides d'onde (13) disposés de manière à former un réseau, cela à l'aide d'un moyen de prélèvement disposé dans le réseau de guides d'onde. Les deux composantes de polarisation peuvent être ainsi séparées l'une de l'autre et combinées l'une avec l'autre, tandis qu'on obtient une simplification du réseau de guides d'onde et, de ce fait, des avantages économiques.
Description
La présente invention concerne une antenne -réseau d'alimentation de
guides d'onde et elle a trait, plus particulièrement, à une antenneréseau d'alimentation de guides d'onde qui peut réduire la perte dans le système d'alimentation de manière à permettre la réception de micro-ondes avec un gain élevé dans une large gamme d'ondes. L'antenne réseau d'alimentation de guides d'onde du type dont il est question peut être utilisée efficacement pour recevoir de façon concomitante des micro-ondes telles que des ondes polarisées horizontale et verticale qui sont transmises, dans la bande des hyperfréquences, à partir d'un satellite de radiodiffusion géostationnaire lancé dans
l'espace cosmique à une distance de 36 000 km de la terre.
D'une façon générale, les antennes paraboliques érigées normalement sur les toits des immeubles ou à un endroit analogue ont été largement utilisées pour la réception des ondes radio transmises à partir d'un satellite de radiodiffusion géostationnaire, mais ces antennes paraboliques se sont révélées défectueuses par le fait qu'elles sont susceptibles d'être facilement abattues par les vents violents en raison de leur structure tridimensionnelle importante, de sorte que des moyens pour les supporter de façon stable doivent en outre être utilisés et que ces moyens de support sont coûteux à monter
et exigent un travail pénible pour leur installation.
Pour tenter d'éliminer ces inconvénients dans les antennes paraboliques, on a suggéré divers types d'antennes planes dont on obtient une configuration globale plate en disposant un grand nombre de lignes conductrices formées par des microbandes sur une surface plane, comme décrit, par exemple, dans le brevet U S NI 4 475 107 selon lequel on peut simplifier la structure de l'antenne et faire en sorte qu'il soit possible de la monter directement sur un mur extérieur, ou à un endroit analogue d'immeuble, afin d'être peu coûteuse Toutefois, dans les antennes planes, la perte qui se produit dans le système d'alimentation s'est avérée en général importante au point de représenter 1,5 à 3,0 d B/m, ce qui a pour effet de faire apparaître en concomitance un incrément de bruit thermique, et cette perte représente un problème particulièrement dans le cas
d'une antenne plane de grande dimension.
D'autre part, on a décrit dans, par exemple, brevet U.S NO 3 774 223, en tant qu'antenne susceptible de réduire le bruit, une structure de base d'antenne à guide d'onde dans laquelle un guide d'onde est couplé à une plaque réceptrice principale et une plaque réceptrice auxiliaire est disposée en avant du guide d'onde Dans le Brevet U S N O 4 743 915, on a décrit en outre une antenne à haute fréquence dans laquelle une paire de guides d'onde sont disposés de manière à comporter quatre ouvertures d'extrémité disposées dans un plan commun, tandis que les guides d'onde sont combinés en étant couplés par l'intermédiaire d'un guide d'onde en forme de T Dans un autre Brevet U S NI 4 795 993, on a décrit un agencement dièdre de guide d'onde qui peut être utilisé dans l'antenne à guide d'onde précitée, agencement dans lequel un réflecteur de forme cunéiforme comportant de multiples surfaces réfléchissantes formées par des nervures mutuellement parallèles est présent sur le côté extérieur de chaque dièdre dans le guide d'onde de sorte que deux polarisations se coupant mutuellement à angle droit peuvent être converties et peuvent se propager simultanément Les antennes basées sur ces techniques présentent une perte relativement faible au système d'alimentation et peuvent être utilisées avantageusement dans les antennes de grande dimension. Toutefois, dans n'importe quelle technique antérieure, l'agencement est insuffisant pour prélever les composantes de polarisation respectives séparément l'une de l'autre à l'aide du guide d'onde pour recevoir simultanément les ondes polarisées horizontale et verticale et on a recherché à réaliser effectivement cette séparation tout en simplifiant la structure de guide d'onde on a pu réaliser une antenne réseau d'alimentation de guides d'onde remarquablement économique une fois que la structure d' onde
a pu être simplifiée.
Un objet principal de la présente invention est par conséquent de fournir une antenne-réseau d'alimentation de guides d'onde qui permet de prélever les composantes de polarisation respectives à l'aide d'une structure de guidage d'onde simple dans le guide d'onde destiné à recevoir simultanément les ondes polarisées horizontale et verticale. on atteint cet objet conformément à la pré-sente invention à l'aide d'une antenneréseau d'alimentation de guides d'onde qui comprend une pluralité de guides d'onde formant un réseau de guides d'onde, lesdits guides d'onde comportant des ouvertures disposées en rangées et en colonnes pour recevoir à la fois les ondes polarisées horizontale et verticale simultanément et ledit réseau de guides d'onde étant prévu pour une séparation l'une de l'autre et une combinaison l'une avec l'autre des deux ondes Cette antenne est caractérisée par le fait qu'un moyen est prévu dans le réseau de guides d'onde pour prélever indépendamment l'une de l'autre les composantes de
polarisation respectives des deux ondes polarisées.
D'autres objets et avantages de la présente
invention apparaîtront clairement dans la description
détaillée donnée ci-après en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 est une vue en perspective schématique montrant un mode de réalisation de l'antenne-réseau d'alimentation de guides d'onde selon la présente invention; la figure 2 est une vue en perspective partielle agrandie d'un élément d'antenne de l'antenne de la figure 1; la figure 3 est une vue en coupe schématique de l'élément d'antenne de la figure 2; la figure 4 est une vue en coupe verticale faite entre les plaques réflectrices principales et auxilaires d'un exemple utilisé dans la pratique de l'élément d'antenne de la figure 2; la figure 5 est une vue en coupe verticale faite le long de la ligne axiale de l'exemple de l'élément d'antenne de la figure 4; la figure 6 est une vue explicative relative à une combinaison selon le réseau de guides d'onde de la figure 1; la figure 7 est une vue explicative relative au réseau de guides d'onde comprenant un moyen de combinaison conforme au guide d'onde de l'antenne de la figure 1 mais d'une manière différente à celle de la figure 6; la figure 8 et 9 sont des vues explicatives relatives au fonctionnement du coude en forme de L du réseau de guides d'onde de la figure 7; les figures 10 et 11 sont des vues explicatives relatives au fonctionnement d'un branchement en forme de T dans le réseau de guides d'onde de la figure 7; la figure 12 est une vue explicative relative à un autre exemple utilisé dans la pratique du réseau de guides d'onde comprenant le moyen de combinaison de l'antenne de la figure 1; la figure 13 est une vue explicative schématique relative à un moyen de conversion destiné aux ondes polarisées circulaires et appliqué à l'antenne de la figure 1; la figure 14 est une vue en perspective schématique d'un autre aspect du moyen de conversion des ondes polarisées circulaires; la figure 15 est une vue explicative relative à une commande de polarisation utilisée dans l'antenne de la figure 1; la figure 16 est une vue explicative relative à un réglage d'angle de polarisation utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 17 est une vue explicative relative à un mode d'inclinaison utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 18 est une vue de face d'un autre exemple pratique de l'élément d'antenne utilisé dans l'antenne de la figure 1; les figures 19 21 sont des vues explicatives schématiques relatives à d'autres exemples pratiques de l'élément d'antenne pouvant être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 22 est une vue explicative relative à un autre exemple pratique du guide d'onde utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 23 est une vue explicative relative à une plaque conductrice utilisée dans le guide d'onde de la figure 22; la figure 24 est une vue explicative relative à encore un autre exemple pratique du guide d'onde utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 25 est une vue explicative relative à une plaque conductrice incluse dans le guide d'onde de la figure 24; la figure 26 est une vue explicative relative à un exemple pratique du guide d'onde comportant un embranchement en forme de T et destiné à être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 27 est une vue en perspective schématique montrant des plaques conductrices utilisées dans le guide d'onde de la figure 26; la figure 28 est une vue explicative d'encore un autre exemple pratique du guide d'onde comportant un embranchement en forme de T et destiné à être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 29 est une vue en perspective schématique montrant les plaques conductrices utilisées dans le guide d'onde de la figure 28; la figure 30 est une vue explicative relative à un exemple pratique du guide d'onde comportant une partie oblique et pouvant être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 31 est un graphique montrant la relation entre la longueur latérale et la vitesse de coupure dans le guide d'onde de la figure 30; la figure 32 est une vue explicative relative à un autre aspect pratique du guide d'onde comportant une partie oblique et pouvant être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 33 est une vue en perspective d'encore un autre aspect pratique du guide d'onde pouvant être utilisé dans l'antenne de la figure 1; la figure 34 est une vue en coupe partielle du guide d'onde de la figure 33; la figure 35 est une vue en perspective d'un couvercle utilisé dans le guide d'onde de la figure 33; et la figure 36 est une vue en coupe schématique d'un état dans lequel le couvercle de la figure 35 est monté sur
le guide d'onde de la figure 33.
En se référant à la figure 1, on voit que l'on y a représenté une antenne plane 10 d'alimentation de guides d'onde, réalisée selon la présente invention et dans laquelle une pluralité d'éléments d'antenne 11 sont disposés en rangs horizontaux et verticaux de manière à former globalement une courte antenne rétrodirective Les éléments d'antenne il comprennent, respectivement, comme représenté sur les figures 2 et 3, une plaque réflectrice principale 12 en forme de boite plate et peu profonde, ouverte sur son côté avant, un guide d'onde 13 couplé, à l'endroit d'une ouverture d'extrémité 14, à une ouverture formée au centre de la plaque réflectrice principale 12, et une plaque réflectrice secondaire 15 d'une taille beaucoup plus petite que la plaque réflectrice principale 12 mais légèrement plus grande que l'ouverture 14 et disposée de manière à être maintenue légèrement espacée de l'ouverture 14 en étant montée de façon appropriée sur la plaque réflectrice principale 12 par l'intermédiaire d'un moyen de support approprié (non représenté ici) Dans le mode de réalisation illustré, l'antenne comprend 16 pièces, par
exemple les éléments d'antenne il en groupement de 4 x 4.
Dans ce cas, le corps, en forme de boite plate peu profonde, de l'antenne 10 peut être formé par une résine synthétique avec 4 x 4 alvéoles formés dans ce corps et on peut réaliser les plaques réf lectrices principales 12 des éléments d'antenne respectifs il par un placage métallique des surfaces des parois intérieures des alvéoles respectifs On peut également recouvrir le côté avant du corps sur lequel le côté ouvert des plaques réf lectrices principales respectives 12 sont disposées, un radome 16 permettant le passage des micro-ondes, et on peut former les plaques réflectrices secondaires 15 au moyen d'un
placage métallique réalisé sur le radome 16.
En outre, il est préférable de raccorder au guide d'onde 13, à sa partie située par exemple immédiatement derrière l'ouverture 14, un guide d'onde d'embranchement 17 et de disposer dans le guide d'onde 13 un filtre 18 de polarisation qu'il faut placer immédiatement en aval de la partie de raccordement du guide d'onde d'embranchement 17 (voir figures 4 et 5) Dans le présent cas, le filtre 18 de polarisation comporte une pluralité de fentes 19 mutuellement parallèles dans une direction horizontale de manière que, parmi les ondes polarisées, mutuellement perpendiculaires, comme les ondes polarisées horizontale et verticale qui sont reçues à l'ouverture 14, celles dont le champ électrique est perpendiculaire aux fentes 19 peuvent passer de manière à se propager vers l'aval dans le guide d'onde 13, tandis que les autres ondes polarisées qui ne peuvent pas traverser le filtre 18 de polarisation sont guidées vers le guide d'onde d'embranchement 17 Par conséquent, les composantes de polarisation, mutuellement perpendiculaires, des ondes reçues à l'ouverture 14 de chaque guide d'onde 13 sont séparées les unes des autres de manière à se propager individuellement à travers les guides d'onde 13 et 17 et peuvent être prélevées réellement de manière à être indépendantes les unes des autres grâce à il la présence décrite ci-dessus du guide d'onde d'embranchement 17 et du filtre 18 Si les fentes parallèles 19 du filtre 18 de polarisation étaient disposées de manière à être dirigées verticalement, alors les ondes polarisées traversant le filtre 18 et les autres ondes polarisées guidées vers le guide d'onde
d'embranchement 17 seraient inversées.
Pour recevoir les ondes polarisées horizontale et verticale, mutuellement perpendiculaires, simultanément à l'aide des éléments d'antenne respectifs 11 de l'agencement ci-dessus, il est important, en particulier, que les guides d'onde 13 aient une section sensiblement carrée, comprenant
une partie de l'ouverture 14.
En outre, comme on peut le voir sur la figure 6, les énergies des ondes polarisées horizontale et verticale reçues des guides d'onde 13 de deux éléments adjacents parmi les éléments 11 de l'antenne 10 peuvent être combinées mutuellement en phase grâce à ce guide d'onde de raccordement 20 Dans ce cas également, le guide d'onde de raccordement 20 a une section carrée, de sorte que les ondes polarisées horizontales hi et h 2 et les ondes polarisées verticales vl et v 2 en provenance des guides d'onde 13 sont guidées à travers le guide d'onde de raccordement 20 en étant réellement séparées l'une de l'autre En outre, les ondes polarisées horizontale et verticale en provenance des deux guides d'onde 13 sont guidées à travers des coudes en f orme de L vers le guide d' onde de raccordement 20 puis, à travers un embranchement en forme de T se trouvant dans une partie intermédiaire du guide d'onde de raccordement 20, vers un guide d'onde de raccordement 21 de manière à être prélevées à cet endroit, tandis que le guide d'onde d'embranchement 21 est représenté sur la figure 6 comme se prolongeant depuis l'embranchement en forme de T sous la forme d'un autre coude en forme de L. L'agencement mentionné ci- dessus et représenté sur la figure 6 est tridimensionnel par suite de la présence des guides d'onde 13 s'étendant depuis les éléments et du coude en forme de L du guide d'onde de raccordement 21, cette disposition rendant le réseau de guides d'onde quelque peu encombrant si on augmente le nombre des éléments d'antenne Selon un autre aspect de la présente invention, cet encombrement est évité grâce au fait que le guide d'onde de raccordement 20, comportant une paire de coudes en forme de L à ses deux extrémités, est couplé, à l'endroit de l'embranchement en forme de T, au guide d'onde d'embranchement 21 afin d'obtenir que, lorsque la longueur d'onde entre guides d'onde est Xg, la distance entre les deux guides d'onde 13 et l'embranchement en forme de T du guide d'onde d'embranchement 21 est égale à Xg/2 et, de ce fait, un réseau de guides d'onde ayant une certaine fonction tout en étant suffisamment plat est constitué En se référant à la figure 7 dans laquelle les ondes polarisées horizontales sont désignées par des flèches en trait plein, tandis que les ondes polarisées verticales sont désignées par des flèches en traits interrompus pour lesquelles les chiffres de référence ont été omis pour ne pas surcharger le dessin, les coudes respectifs en forme de L fonctionnent, à leur extrémité d'entrée, comme un coude en forme de L dans un plan parallèle par rapport au champ magnétique (ce plan sera appelé par la suite le "plan H") tout d'abord pour l'onde polarisée horizontale, comme représenté sur la figure 8 Par conséquent, les ondes polarisées horizontales sont amenées par les coudes en forme de L à changer de direction de propagation, et les ondes polarisées horizontales en provenance des deux guides d'ondes 13 sont destinées à effectuer une oscillation en phase dans des plans opposés O Pl et OP 2 de la paire de coudes en forme de L Or, dans le cas o les ondes polarisées horizontales converties dans une direction le long d'un plan comprenant les ouvertures 14 des deux guides d'onde 13 doivent être combinées, l'embranchement du plan E représenté sur la figure 10 est utilisé à l'endroit de l'embranchement en forme de T au guide d'onde d'embranchement 21 de manière à maintenir les ondes polarisées horizontales dans la direction le long du plan comprenant les ouvertures 14 Le point de raccordement P de l'embranchement en forme de T au guide d'onde d'embranchement 21 est décalé de Xg/4 par rapport à une position se trouvant à distance égale des plans opposés O Pl et OP 2, de sorte que la différence Xg/2 existe dans les deux distances entre les deux plans et le point de raccordement O Pl-P et OP 2-P, les ondes polarisées horizontales respectives qui étaient en phase dans les plans opposés O Pl et OP 2 sont en opposition de phase au point de raccordement P et une onde polarisée horizontale composite est obtenue pour être prélevée par
l'embranchement de plan E de la figure 10.
Ensuite, pour les ondes polarisées verticales désignées par les flèches en traits interrompus sur la figure 7, les extrémités d'entrée des coudes respectifs en forme de L fonctionnent comme un coude en forme de L de ce plan parallèle avec le champ électrique, tel que représenté sur la figure 9 (ce plan sera appelé "le plan E") Par conséquent, les ondes polarisées verticales sont amenées à changer de direction de propagation par les coudes en forme de L et a osciller en opposition de phase dans les plans opposés O Pl et OP 2 de la paire de coudes en forme de L. Dans le cas o les ondes polarisées verticales qui ont été converties dans la direction le long du plan comprenant les ouvertures 14 de deux guides d'onde adjacents 13 doivent être combinées, l'embranchement de plan H représenté sur la figure il est utilisé à l'endroit de l'embranchement en forme de T de manière à maintenir les ondes polarisées verticales dans la direction le long du plan comprenant les ouvertures 14 Comme on l'a décrit, la différence Xg/2 dans les distances OP 1-P et OP 2-P entre les plans opposés respectifs et le point de raccordement a pour effet que les ondes polarisées verticales en provenance des deux guides d'onde 13 en opposition de phase aux plans opposés O Pl et OP 2 se retrouvent en phase au point de raccordement P, et une onde polarisée verticale composite est prélevée au moyen de l'embranchement de plan E de la figure 10. Dans un aspect o un autre guide d'onde de raccordement 20 a couplé à une autre paire des guides d'onde 13 est en outre raccordé à l'autre extrémité du guide d'onde d'embranchement 21, comme représenté sur la figure 7, on obtient sensiblement la même fonction que dans le guide d'onde de raccordement précédent 20 et l'onde polarisée composite horizontale ou verticale est prélevée à l'autre extrémité du guide d'onde d'embranchement 21 Ici, l'onde polarisée composite horizontale guidée à partir du guide d'onde de raccordement 20 a est en opposition de phase avec l'onde en provenance du guide d'onde de raccordement , tandis que l'onde polarisée composite verticale est en phase Par conséquent, pour combiner ces ondes polarisées composites horizontale ou verticale en provenance des guides d'onde de raccordement 20 et 20 a, on couple un autre guide d'onde d'embranchement 22 par l'intermédiaire du branchement en forme de T à un point central CP de ce guide d'onde d'embranchement 22, de manière que la fonction de l'embranchement de plan E soit réalisée au point central CP en ce qui concerne les ondes polarisées horizontales, ou la fonction de l'embranchement de plan H en ce qui concerne les ondes polarisées verticales, et l'autre onde polarisée composite horizontale ou verticale peut être réellement
prélevée à l'autre guide d'onde d'embranchement 22.
Comme on l'expliquera en se référant à la figure 12, on peut combiner simultanément les ondes polarisées horizontale et verticale reçues en concomitance à huit des éléments d'antenne 11 en formant dans une paire l'agencement précité de la paire des guides d'onde de raccordement 20 et 20 a et les guides d'onde d'embranchement 21 et 22 de deux étages et en couplant les deux guides d'onde d'embranchement 22 de second étage l'un à l'autre avec un guide d'onde d'embranchement 23 de troisième étage par l'intermédiaire d'un autre embranchement en forme de T en un point central des guides d'onde 22, tout en séparant les ondes polarisées horizontale et verticale l'une de l'autre En outre, lorsque deux du même agencement apparié (comme dans la figure 12) des guides d'onde de raccordement , 20 a et des guides d'onde d'embranchement 21-23 de premier à troisième étage sont couplés les uns aux autres au moyen d'un guide d'onde d'embranchement de quatrième étage par l'intermédiaire d'un autre embranchement en forme de T au point intermédiaire des guides d'onde d'embranchement 23 de troisième étage, il est possible de combiner d'une manière organique les ondes polarisées horizontale et verticale respectives reçues simultanément
aux 16 éléments d'antenne il représentés sur la figure 1.
Sur la figure 12, les flèches respectives désignent l'onde polarisée verticale, tandis que les pointes et les queues
des flèches désignent l'onde polarisée horizontale.
Dans l'obtention de la combinaison des ondes polarisées horizontale et verticale, il est bien entendu possible d'obtenir que les composantes de polarisation horizontale ou verticale soient séparées des autres composantes au moyen de l'agencement d'embranchement et de filtre représenté sur les figures 4 et 5 et d'obtenir ensuite que les composantes séparées soient composées individuellement. On comprendra que le réseau de guides d'onde ayant l'agencement décrit ci-dessus a pour effet que les ondes polarisées horizontale et verticale se propagent le long du plan comprenant le groupement des ouvertures des guides d'onde et on peut facilement disposer le réseau de guides
d'onde entier le long du plan particulier.
Selon la présente invention, on peut transformer les ondes polarisées linéairement, qui se présentent sous une forme double, à savoir horizontale et verticale, en une onde polarisée circulairement en les combinant après les avoir déphasées de 900 Dans ce cas, comme on peut le voir sur la figure 13, les ondes polarisées horizontale et verticale sont séparées l'une de l'autre par un séparateur 24 et sont appliquées, en tant que signaux d'entrée, à un circuit hybride 24 A de manière que l'on obtienne sur le côté de sortie de ce dernier des signaux de sortie composites présentant le déphasage de 9 Q O des deux ondes polarisées, cela en tant que mesure préférable, et on peut obtenir des ondes polarisées circulairement à droite RHCP et à gauche LHCP Sur le côté d'entrée du circuit hybride 24 A, les ondes polarisées horizontale et verticale sont toujours en phase et il est nécessaire d'effectuer un réglage approprié de phase En outre, un guide d'onde cylindrique 27, tel que celui représenté sur la figure 14, dans lequel est disposé une plaque 25 de commande de phase formée à partir d'un élément diélectrique tel qu'une résine fluorée, comme le Téflon (marque déposée), et, à une extrémité, un convertisseur 26 de section carrée, est couplé au guide d'onde 13 de l'élément d'antenne précité 11 En faisant tourner axialement la plaque 25 de commande de phase à l'intérieur du guide d'onde cylindrique 27 à l'aide d'un moteur ou d'un moyen analogue (non représenté), on peut convertir de façon appropriée l'onde polarisée linéairement horizontale ou verticale en onde polarisée
circulaire tournant à droite ou à gauche.
Quand on installe l'antenne-réseau 10 d'alimentation de guides d'onde, telle que celle de la figure 1 réalisée selon la présente invention, on maintient normalement l'antenne inclinée par rapport à la surface du sol de manière à recevoir les micro-ondes transmises par un satellite de radiodiffusion géostationnaire, mais il est possible de faire en sorte que l'antenne 10 soit parallèle à la surface du sol, comme représenté sur la figure 15, tandis que l'on règle la réception en effectuant un réglage de l'angle de polarisation en soumettant à une combinaison vectorielle les composantes de polarisation horizontale et verticale mutuellement séparées D'une façon concrète, on peut effectuer le réglage d'angle de polarisation en couplant un dispositif 30 de réglage d'angle de polarisation, tel que celui représenté sur la figure 16, aux guides d'ondes 13 de l'antenne 10, ce dispositif de réglage 30 comprenant un discriminateur 31 pour les ondes polarisées horizontale et verticale, des circuits hybrides 32 et 32 a et des déphaseurs 33 et 33 a connectés au discriminateur 31 pour obtenir une différence de phase de 900 à la sortie, et un moyen de combinaison 34 couplé aux extrémités de sortie des déphaseurs 33 et 33 a Grâce à cet agencement, il est possible d'obtenir, comme il est nécessaire, des composantes ajustées des ondes polarisées horizontale et verticale en faisant varier le déphasage dans les déphaseurs 33 et 33 a La sortie du dispositif 30 de réglage d'angle de polarisation peut aussi être connectée, par exemple, au convertisseur 26 dont est muni
le guide d'onde cylindrique précité 27.
En outre, il est possible de disposer le plan comprenant les ouvertures 14 de guide d'onde des éléments d'antenne respectifs 11 de l'antenne 10 de manière qu'il soit perpendiculaire à la direction dans laquelle est incliné le faisceau, comme représenté sur la figure 17, et, dans ce cas, les guides d'onde de raccordement 20 couplés aux éléments d'antenne respectifs 11 sont soumis à une correction de longueur électrique égale à une quantité correspondant au retard apparaissant entre les éléments d'antenne respectifs Il lorsqu'est effectuée la combinaison des composantes de polarisation dans le réseau de guides d'onde. Conformément à la présente invention, la configuration des plaques réflectrices principale et auxiliaire de l'élément d'antenne ne doit pas être limitée à la forme carrée représentée sur les figures 1 et 2 Comme on peut le voir, par exemple, sur la figure 18, il est possible de donner à la plaque réflectrice principale 12 A et à la plaque réflectrice auxiliaire 15 A une forme circulaire Comme représenté en outre sur la figure 19, le réflecteur auxiliaire 15 B peut, non seulement avoir la forme d'une plaque, mais aussi avoir une forme dilatée ou en expansion, comme par exemple un cône Comme on peut le voir également sur la figure 20, le réflecteur principal 12 C peut avoir une forme conique ou sphérique, en combinaison avec le réflecteur auxiliaire 15 C ayant une forme conique ou hémisphérique Le réflecteur auxiliaire peut aussi être formé en un élément fortementdiélectrique, comme par exemple une céramique, ou peut même être supprimé en certain cas En outre, au lieu de former le réflecteur auxiliaire 15 A en effectuant un placage métallique sur le radome 16 de la figure 1, il est possible de former sur ce radome 16 ce que l'on appelle des îlots ajourés 15 D disposés suivant une combinaison géométrique prédéterminée, comme représenté sur la figure 21, de manière à munir en même temps la courte antenne rétrodirectrice d'une fonction antenne comportant la combinaison d'ilots ajourés Dans ce cas, comme représenté également sur la figure 21, une combinaison 15 D 1 pour la réception des ondes polarisées linéairement et une combinaison 15 D 2 pour la réception des ondes polarisées circulairement sont assurées conjointement, et ces combinaisons sont conçues en vue d'une permutation appropriée à l'aide d'un moyen de permutation, tel que des rouleaux tournants ou autres moyens analogues, de manière que les ondes polarisées linéairement et les ondes polarisées circulairement
puissent être reçues sélectivement.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, on peut prendre des mesures pour restreindre toute différence afin d'augmenter la vitesse de coupure, appelée "cutting rate" dans la technique anglo-saxonne entre les ondes polarisées horizontale et verticale dans la conversion de leur direction aux embranchements de plan E et de plan H En se référant aux figures 22 et 23, on voit qu'un guide d'onde de raccordement 20 A comprenant un coude en forme de L pour la propagation simultanément de l'onde polarisée horizontale h et de l'onde polarisée verticale v qui se coupent mutuellement à angle droit est prévu à l'endroit du coude 36 en forme de L avec une partie oblique 37 sensiblement de 450 par rapport à la direction de propagation des ondes, et qu'une plaque conductrice 38 est disposée également à l'endroit du coude 36 de manière à être parallèle à la partie oblique 37, cette plaque conductrice 38 étant formée de manière à comporter une pluralité de fentes 39 mutuellement parallèles et orientées suivant une direction perpendiculaire au champ électrique de l'onde polarisée horizontale h Selon cette disposition, l'onde polarisée horizontale h dont le champ électrique est perpendiculaire à la direction des fentes 39 est amenée à traverser la plaque conductrice 38, tandis que l'onde polarisée verticale v est soumise, du fait que son champ électrique a la même direction que les fentes 38, à l'influence de la plaque conductrice 38 Par conséquent, la vitesse de coupure est déterminée par la partie oblique 37 en ce qui concerne l'onde polarisée horizontale h, mais par la position de la plaque conductrice 38 parallèle à la partie oblique 37 en ce qui concerne l'onde polarisée verticale v Quand les positions établies de la partie oblique 37 et de la plaque conductrice 38 sont telles qu'elles conviennent pour la propagation des ondes polarisées aussi bien horizontale que verticale et qu'elles assurent effectivement aux deux ondes sensiblement la même vitesse de coupure, on peut obtenir pour les deux ondes
d'excellentes caractéristiques de propagation.
Par contre, la vitesse de coupure optimale du coude en ce qui concerne l'onde polarisée horizontale n'est pas toujours aussi grande que celle concernant l'onde polarisée verticale La vitesse de coupure optimale varie en fonction du diamètre intérieur du coude en forme de L et de la longueur d'onde, commune au guide d'onde, de l'onde électromagnétique se propageant à travers ces derniers Or, dans le cas o la vitesse de coupure optimale en ce qui concerne l'onde polarisée horizontale h est plus petite que celle concernant l'onde polarisée verticale v contrairement à ce qui est représenté dans les figures 22 et 23, il est possible d'atteindre des caractéristiques de propagation excellentes pour les deux ondes d'une manière similaire au cas précédent en formant dans la plaque conductrice 38 B qui est parallèle à la partie oblique 37 B une pluralité de fentes 39 B s'étendant dans une direction parallèle au champ électrique de l'onde polarisée horizontale à l'intérieur du guide d'onde de raccordement 20 B, comme représenté sur les
figures 24 et 25.
Selon une autre caractéristique de la présente invention, on a également pris des mesures pour empêcher toute différence de se manifester dans la vitesse de coupure entre les ondes polarisées horizontale et verticale lors de la conversion de leur direction avec le plan E et le plan H à l'endroit de l'embranchement en forme de T En se référant aux figures 26 et 27, on voit que l'embranchement 21 A en forme de T pour la propagation conjointe de l'onde polarisée horizontale h et de l'onde polarisée verticale v s'intersectant mutuellement à angle droit est muni, au point de raccordement PA des deux parties de guide d'onde latérales d'embranchement, d'une colonne triangulaire 42 comportant deux parties obliques 40 et 41 réalisées sensiblement à 450 par rapport à la direction de propagation des ondes électromagnétiques et que des plaques conductrices 43 et 44 sont disposées parallèlement aux parties obliques 40 et 41 Ces plaques conductrices 43 et 44 sont pourvues de fentes 45 et 46 disposées de façon mutuellement parallèle et dans une direction perpendiculaire au champ électrique en raison, par exemple, de l'onde polarisée horizontale Grâce à cette disposition, l'onde polarisée horizontale h du champ électrique dans la direction perpendiculaire aux fentes 45 et 46 est amenée à traverser les plaques conductrices 43 et 44, tandis que l'onde polarisée verticale v est soumise à l'influence des plaques conductrices 43 et 44 en raison du fait que le champ électrique de l'onde est orienté dans la même direction que les fentes 45 et 46 Quand les positions d'établissement des parties obliques 40 et 41 et des plaques conductrices 43 et 44 sont telles qu'elles conviennent pour la propagation des ondes polarisées aussi bien horizontale que verticale, il est par conséquent possible d'obtenir des caractéristiques de propagation excellentes pour les deux ondes polarisées Par contre, selon le diamètre intérieur de l'embranchement en forme de T et selon la longueur d'onde, commune aux guides d'onde, de l'onde électromagnétique, il arrive, en ce qui concerne les caractéristiques de propagation, que l'onde polarisée verticale v soit réfléchie à l'endroit de la partie oblique mais que l'onde polarisée horizontale h soit réfléchie à l'endroit de la plaque conductrice Dans ce cas, comme représenté sur les figures 28 et 29, on forme dans les plaques conductrices 43 B et 44 B, parallèlement aux parties obliques 40 B et 41 B de la colonne triangulaire 42 B à l'endroit de l'embranchement en forme de T du guide d'onde de raccordement 21 B, une pluralité de fentes 45 B et 46 B, de manière qu'elles s'étendent perpendiculairement au champ électrique de l'onde polarisée verticale v et on peut obtenir d'excellentes caractéristiques de propagation en ce qui concerne les deux ondes d'une manière similaire à ce
qui a été exposé précédemment.
De plus, selon une autre caractéristique de la présente invention, on a prévu un agencement permettant de réaliser la conversion directionnelle des ondes polarisées horizontale et verticale sans la présence de la plaque conductrice à l'endroit du coude en forme de L du guide d'onde En se référant à la figure 30, on voit que le guide d'onde de raccordement 20 C de section sensiblement carrée à son extrémité d'amont ou extrémité d'entrée comporte à l'endroit de l'embranchement en forme de L une partie oblique 37 C inclinée sensiblement de 450 par rapport à la direction de propagation des ondes électromagnétiques polarisées horizontale et verticale h et v et que ces parois latérales opposées diminuent de dimension de façon à converger progressivement depuis l'extrémité carrée jusqu'au coude 36 C de sorte que les côtés horizontal et vertical à l'entrée du coude 36 c ont des longueurs différentes 1 i et 12 qui sont calculées de manière à effectuer la conversion directionnelle en un point d'intersection entre la courbe de plan E et la courbe de plan H représentées sur la figure 31, grâce à quoi les ondes polarisées horizontale et verticale peuvent être soumises à la conversion de direction d'une façon efficace à la vitesse de coupure optimale (x/y porté sur l'axe des ordonnées de la figure 31) Par contre, comme on peut le voir sur la figure 32, aucune paroi ne diminue de dimension depuis l'extrémité amont jusqu'au coude mais, dans ce cas, la longueur latérale L 3 du guide d'onde de raccordement 20 D qui est carré depuis l'extrémité jusqu'au coude est calculée de manière qu'ait lieu la conversion directionnelle au point d'intersection entre les courbes de plan E et de plan H représentées sur la figure 31 Dans ce cas également, les ondes polarisées horizontale et verticale peuvent toutes deux être soumises simultanément à la conversion directionnelle de façon efficace à la vitesse
de coupure optimale.
Selon une autre caractéristique encore de la présente invention, on a réalisé un agencement qui permet de simplifier la fabrication de l'antenne-réseau 10 d'alimentation de guides d'onde En d'autres termes, comme représenté sur la figure 33, on forme par moulage sous pression une base 50 en aluminium comportant un évidement 51 ayant, vu en plan, la forme d'un H, et on utilise quatre des éléments d'antenne et leurs éléments de guide d'onde de base associés, l'antenne comportant le réseau de guides d'onde correspondant à son aspect de la figure 7 étant constituée Il est bien entendu possible de former, lors du moulage sous pression, l'évidement suivant un dessin correspondant à l'aspect opérationnel représenté sur la figure 12 Quand les éléments de guide d'onde de base d'une telle plaque d'aluminium moulée sous pression sont utilisés, il est par contre préférable de soumettre une surface optimale 52 à un traitement de surface, comme représenté sur la figure 34, de manière que la perte au guide d'onde puisse être réduite En outre, occasionnellement, on monte un couvercle 53 formé d'une mince plaque métallique, telle que représentée sur la figure 35, sur l'évidement 51 de la figure 33 et on peut former les guides d'ondes de section carrée Dans ce cas, il est souhaitable de former un évidement peu profond périphériquement autour de l'évidement 51, comme représenté sur la figure 36, en vue d'y engager le bord inférieur du
couvercle 53.
Claims (10)
1 Antenne-réseau d'alimentation de guides d'onde comprenant une pluralité de guides d'ondes formant un réseau de guides d'onde, lesdits guides d'ondes comportant des ouvertures d'extrémité disposées en rangées et colonnes pour recevoir simultanément les ondes polarisées horizontale et verticale et ledit réseau de guides d'onde étant agencé pour une séparation l'une de l'autre des deux ondes et pour la combinaison l'une avec l'autre des deux ondes, caractérisée en ce qu'un moyen est prévu à l'intérieur du réseau de guides d'onde pour prélever les composantes de polarisation respectives des ondes polarisées horizontale et verticale séparément l'une de l'autre. 2 Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que le moyen de prélèvement prélève lesdites composantes de polarisation respectives des ondes polarisées horizontale et verticale indépendamment l'une de l'autre. 3 Antenne selon la revendication 2, caractérisée par le fait qu'elle comprend, en outre, une pluralité d'éléments d'antenne associés respectivement à chacun des guides d'onde comportant chacun ladite ouverture et en ce que le réseau de guides d'onde comprend, en outre, des guides d'onde de raccordement comportant, respectivement, des coudes en forme de L pour un raccordement l'un avec l'autre de deux des guides d'onde associés à deux desdits éléments d'antenne, et des guides d'onde d'embranchement couplés respectivement par l'intermédiaire d'un embranchement en forme de T à chacun des guides d'onde de raccordement à un endroit de couplage de chaque guide d'onde de raccordement déterminé de manière à assurer une différence de g/2 entre les distances séparant chacune des deux extrémités de la position couplée précitée dans le guide d'onde de raccordement, lorsque la longueur d'onde,
commune aux guides d'onde, est désignée par Xg.
4 Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que deux desdits guides d'onde d'embranchement couplés chacun à chacun des guides d'onde de raccordement sont couplés l'un à l'autre par un autre guide d'onde d'embranchement également par l'intermédiaire d'un embranchement en forme de T, ledit autre guide d'onde d'embranchement étant couplé aux deux guides d'onde d'embranchement précités sensiblement à leur point central entre leurs embranchements en forme de T. Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un îlot ajouré disposé par rapport à chacune desdites ouvertures des guides d'onde précités. 6 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le guide d'onde est agencé en vue d'une conversion des ondes linéaires doubles telles que lesdites ondes polarisées horizontale et verticale en des ondes polarisées circulairement par l'intermédiaire d'un
déphaseur de 900.
7 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que le réseau de guides d'onde est agencé en vue d'effectuer un réglage d'angle de polarisation avec ladite combinaison desdites ondes polarisées horizontale et
verticale en ce qui concerne leurs composantes.
8 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre une pluralité d'éléments d'antenne associés respectivement à chacun des guides d'onde comportant chacun ladite ouverture, les éléments d'antenne précités comprenant respectivement une plaque réflectrice principale couplée à chacun des guides d'onde à l'aide de l'ouverture qui s'y trouve, et une plaque réflectrice auxiliaire disposée en étant légèrement espacée de l'ouverture du guide d'onde; et un radome recouvrant la totalité des éléments d'antenne, lesdites plaques
réflectrices auxiliaires étant formées sur ledit radome.
9 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, une pluralité d'éléments d'antenne associés respectivement à chacun des guides d'onde comportant chacun ladite ouverture, les éléments d'antenne précités comprenant, respectivement, une plaque réflectrice principale couplée à chacun des guides d'onde à l'aide de l'ouverture qui y est disposée, et une plaque réflectrice auxiliaire disposée en étant légèrement espacée de l'ouverture du guide d'onde, les éléments d'antenne
étant agencés globalement sous la forme d'une boite plate.
Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque réflectrice principale de chaque élément d'antenne se présente sous la forme d'une boîte plate ouverte sur sa face avant et la plaque réflectrice auxiliaire se présente sous la forme d'une plaque plate. 11 Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque réflectrice principale de chaque élément d'antenne se présente sous la forme d'une boite plate ouverte sur sa face avant et la plaque réflectrice auxiliaire se présente sous une forme en expansion en
direction de ladite ouverture.
12 Antenne selon la revendication 9, caractérisée en ce que la plaque réflectrice principale de chaque élément d'antenne comporte une face conique ouverte vers l'avant et la plaque réflectrice auxiliaire a une forme hémisphérique. 13 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les ouvertures précitées, disposées en colonnes et en rangées, desdits guides d'onde se trouvent dans un plan qui est perpendiculaire à la direction d'inclinaison
de faisceaux pour l'antenne complète.
14 Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que les coudes précités des guides d'onde comprennent, respectivement, une partie oblique inclinée sensiblement suivant un angle de 450 et une plaque conductrice comportant des fentes mutuellement parallèles et disposées parallèlement à ladite partie inclinée, les fentes de la plaque conductrice étant orientées dans une direction perpendiculaire au champ électrique résultant
d'une desdites ondes polarisées horizontale et verticale.
Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le coude précité du guide d'onde de raccordement comprend une partie oblique inclinée sensiblement suivant un angle de 450 et le guide d'onde de raccordement comporte des faces de paroi intérieures diminuant de dimension en
direction du coude précité.
16 Antenne selon la revendication 3, caractérisée en ce que le branchement en forme de T comporte, à ladite position de couplage, une colonne triangulaire comportant deux parties obliques dont chacune est inclinée d'un angle de 450 par rapport à l'onde électromagnétique provenant des ondes polarisées horizontale et verticale et deux plaques conductrices disposées respectivement parallèlement à chacune des parties inclinées et comportant des fentes mutuellement parallèles orientées dans une direction perpendiculaire au champ électrique résultant d'une
desdites ondes polarisées horizontale et verticale.
17 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un guide d'onde d'embranchement couplé à une extrémité audit guide d'onde à sa position adjacente à ladite ouverture, et un filtre de polarisation disposé dans le guide d'onde de manière à être adjacent à l'extrémité couplée du guide d'onde d'embranchement et comportant des fentes mutuellement parallèles orientées dans une direction perpendiculaire au champ électrique résultant d'une desdites ondes polarisées
horizontale et verticale.
18 Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que les guides d'onde comporte des évidements formés par moulage sous pression dans une plaque de base en aluminium. 19 Antenne selon la revendication 18, caractérisée en ce qu'elle comprend, en outre, un couvercle métallique monté sur ladite plaque de base de manière à recouvrir
l'évidement précité.
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