FR2761818A1 - Procede de fabrication de reflecteurs selectifs en polarisation - Google Patents

Procede de fabrication de reflecteurs selectifs en polarisation Download PDF

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Abstract

Procédé de fabrication de grilles pour le bol 2 (avant) de réflecteurs sélectifs en polarisation, le bol 2 ne réfléchissant que des signaux d'une polarisation et transmettant les signaux de l'autre polarisation, une grille linéaire 1 étant produite sur le bol. La grille 1 est réalisée à l'aide d'une machine de pose connue en soi sous la forme d'un fil conducteur qui est posé en continu, en lignes disposées côte à côte, sur un moule de réflecteur à surface parabolique ou de conformation spéciale, et le bol 2 est ensuite réalisé sur cette grille 1 de telle manière que la grille préalablement réalisée soit au moins partiellement noyée dans la couche de résine de la peau avant 2a du bol 2. Les extrémités du fil de grille 1 sont sorties au-delà du bord du réflecteur 2 et sont mises en contact avec un fil de terre ou avec une bande de terre à l'extérieur de la zone active de la grille.

Description

Procédé de fabrication de réflecteurs sélectifs en polarisation.
La présente invention se rapporte à un procédé de fabrication de réseaux ou grilles pour des réflecteurs sélectifs en polarisation susceptibles d'être utilisés en particulier en tant qu'antennes paraboliques pour des applications spatiales. Un tel réflecteur se compose en général de deux bols réfléchissants disposés l'un derrière l'autre, parmi lesquels le bol situé en avant dans le sens d'incidence des ondes électromagnétiques réfléchit uniquement des signaux d'une polarisation et transmet les signaux de l'autre polarisation. Ce résultat est obtenu par le fait qu'une grille linéaire est appliquée sur le bol avant. Dans des cas particuliers, le
réflecteur est constitué uniquement par un bol portant une grille.
Une transmission et réflexion optimales sont obtenues par une structure spéciale selon laquelle une grille linéaire qui est appliquée sur la surface d'un bol transparent à haute fréquence permet une réflexion optimale, tandis que la transmission optimale est obtenue par un choix
spécial quant au matériau et au dimensionnement pour le bol diélectrique.
Dans ce cas, la fonction structure et la fonction haute fréquence sont dans
une large mesure couplées (combinées).
Le document CH-A- 634 691 décrit un réflecteur radar qui se compose d'un corps en matière plastique, à structure cellulaire, avec des barrettes de grille à effet de réflexion électromagnétique appliquées sur un côté extérieur. Un matériau électromagnétiquement absorbant est incorporé aux cellules du corps en matière plastique. De cette manière, le matériau absorbant qui est nécessaire en vue de l'attribution de caractéristiques polarisantes est protégé, moyennant un coût réduit, d'effets nuisibles en particulier de type climatique. La grille linéaire est
réalisée par application de barreaux de grille parallèles.
Par l'article de P. Edenhofer, M. Galka, J. Habersack, paru dans nztArchiv, tome 6, 1984, fasicule 10, page 249 et la suite, on connaît un réseau de dipôles sélectif en polarisation pour des antennes à réflecteurs "Offset" (à alimentation décalée) pour des satellites de télécommunication et de télédétection; les réseaux de dipôles utilisés permettent d'obtenir une réflexion copolaire à large bande avec accroissement simultané de l'écart de polarisation croisée. Le réseau est produit par des fils parallèles tendus ou des bandes parallèles déposées à
l'état de vapeur.
La demande DE-A- 21 39 076 décrit des antennes pour ondes courtes utilisant des ondes courtes à polarisation linéaire pour obtenir une réflexion et émission sélectives sur des surfaces déterminées. A cet effet, une pluralité de grilles conductrices sont disposées devant un réflecteur, grilles dont les admittences et distances réciproques et les distances par rapport au réflecteur sont choisies de manière que pour chacune parmi plusieurs fréquences de fonctionnement, les admittences correspondantes présentent pour des composants orthogonales d'une onde polarisée linéairement une grandeur inverse relative et un signe contraire. La
fabrication de la grille s'effectue par collage de fils parallèles.
Les inconvénients de la technique utilisée jusqu'à présent pour la fabrication de grilles résident dans le prix élevé de la grille en raison de la technique de fabrication onéreuse et dans un risque dû à une intermodulation passive, en fonction de la technique de fabrication (par exemple technique de découpe par laser ou usinage mécanique plus
technique de photogravure).
L'antenne sélective en polarisation relève de la classe des
antennes de charge utile de satellites.
Les exigences croissantes imposées du point de vue puissance et diminution de coût dans le cas de satellites de télécommunication imposent l'utilisation de nouvelles technologies. Une importance particulière est à attribuer aux antennes paraboliques à alimentation asymétrique ou décalée également appelées antennes à réflecteur "Offset", en raison de la particularité avantageuse de ce type d'antennes, c'est-à-dire l'absence d'ombre par le système d'alimentation et son support. Ce type d'antennes permet d'obtenir des diagrammes de rayonnement avec des lobes secondaires très faibles dans des zones à contour simple ou complexe, par utilisation de systèmes d'alimentations multiples en combinaison avec des réflecteurs paraboliques ou par utilisation de systèmes d'alimentation simple en combinaison avec des réflecteurs présentant une surface spécialement conformée, non paraboliques. Dans le cas de la polarisation linéaire, on utilise, en vue de l'obtention d'une haute pureté de polarisation croisée, le principe du réflecteur sélectif en polarisation décrit en préambule. Le bol (avant) réfléchit les signaux d'une polarisation linéaire et transmet les signaux de
la direction de polarisation orthogonale.
Compte tenu des exigences croissantes imposées du point de vue fréquence et précision, les matériaux utilisés pour les réflecteurs des antennes paraboliques sélectives en polarisation, pour applications
spatiales, sont d'une importance de plus en plus grande.
Spécialement en cas de régime commun d'émission et de réception par une seule antenne, il faut ajouter, dans le cas du réflecteur sélectif en polarisation, aux impératifs de réflectivité élevée pour la polarisation désirée et de réflectivité faible pour la polarisation orthogonale, encore l'impératif d'une technologie de grille exempte d'intermodulation passive. Les deux premières exigences déterminent le matériau et la géométrie de la grille et du support diélectrique. Le respect de la troisième exigence dépend dans une large mesure du procédé de
fabrication de la grille.
Le but de la présente invention est de fournir un procédé simple, peu onéreux et très précis pour la fabrication de la grille du bol (avant) d'un réflecteur sélectif en polarisation. La grille fabriquée suivant le
nouveau procédé est exempte d'intermodulation passive.
Ce but est atteint, sur la base d'un procédé connu en soi de pose de faisceaux de fibres, selon l'invention par le fait que la grille est réalisée au moyen d'une machine de pose connue en soi sous la forme de fils posés côte à côte sur un moule de réflecteur et que la coque est ensuite réalisée sur cette grille de telle manière que la grille préalablement réalisée soit noyée en partie dans le bol. En tant que fils pour la grille, on peut utiliser
de préférence des fils d'argent d'un diamètre de par exemple 50 pm.
Les fils sont donc posés avec commande numérique sur le moule de réflecteur muni d'une couche d'adhérence spéciale susceptible d'être enlevée ultérieurement. Il n'existe pas de restrictions particulières quant à la forme du réflecteur, c'est-à-dire que le réflecteur peut être conformé en
parabole ou être conformé spécialement.
Sur la grille de fils ainsi posés, dont les dimensions sont choisies en accord avec les hautes fréquences (dimensions typiques: diamètre du fil < 0,05 mm, d (distance de fil à fil) = 0,5 à 1,5 mm), le bol de réflecteur est formé de façon conventionnelle à partir par exemple de plusieurs couches de "prepreg" (préimprégnés) de "Kevlar" pour la peau avant, un noyau alvéolé (en nids d'abeilles) et une peau arrière identique à la peau avant. Le sandwich complet, y compris la grille, est assemblé par collage
sous température sur le moule.
La grille est ainsi noyée en partie dans le système de résine de la
peau avant.
Au cours de ce processus, la grille reste inchangée, c'est-à-dire conserve la géométrie de sa pose et présente donc presque la précision que permet la machine à commande numérique, cela pratiquement indépendamment de la forme de la surface du réflecteur. En outre, en cas de choix correct des paramètres de pose (tension/vitesse de pose), les fils sont posés sans interruption. Cela conditionne l'absence d'intermodulation passive. Les deux paramètres supplémentaires qui en sont affectés, à savoir les contacts conducteurs de courant entre des métaux différents et les contacts conducteurs de courant à travers des couches semi-conductrices sur des surfaces métalliques, sont par principe évités par le type de grille: un seul métal (fils d'argent) est utilisé. Des
contacts entre fils n'existent pas à l'intérieur de la grille.
Un autre aspect avantageux de cette technique de fabrication de
grille réside dans un mode favorable de réalisation de la mise à la terre.
Pour éviter des charges électrostatiques critiques, des structures conductrices doivent être mises à la terre. Dans le cas de la nouvelle technique de fabrication de grille, on dispose de plusieurs variantes à cet effet: - la grille est constituée par un fil quasi sans fin qui est posé en méandres et mis à la terre aux deux extrémités - la grille est constituée de plusieurs fils partiels dont les extrémités sont sorties au-delà du bord et peuvent être reliées par serrage ou par soudage à
un fil de terre dans des zones exposées à de faibles champs seulement.
Dans les deux cas, les connexions de terre sont situées en dehors de la zone
active du réflecteur.
Compte tenu de la technique de fabrication décrite de la grille, c'est-àdire avec utilisation d'une machine de pose connue en soi par laquelle l'unique faisceau de fils de grille est posé sous commande numérique, il est possible d'obtenir une structure de grille très simple, précise et peu onéreuse pour un réflecteur sélectif en polarisation de haute
précision et exempt d'intermodulation passive.
L'invention sera décrite ci-après plus en détail avec référence aux dessins annexés qui représentent partiellement un réflecteur sélectif en polarisation; sur les dessins: la figure 1 est une vue en plan d'une grille de réflecteur la figure 2 est une coupe du bol de réflecteur; et les figures 3 et 4 représentent deux variantes de mise à la terre de
la grille.
Tel que cela apparaît surtout sur la figure 2, la référence 1 désigne une grille réalisée conformément à l'invention sur le bol (avant) 2
d'un réflecteur sélectif en polarisation.
On reconnaît sur la figure 2 qu'une grille linéaire 1 de fils électriquement conducteurs, de préférence de fils métalliques, par exemple de fils d'argent, d'un diamètre de par exemple 50 jum, est disposée sur le bol (avant) 2. La grille 1 a été posée sur un moule de réflecteur, à l'aide d'une machine de pose (non représentée), côte à côte sous commande numérique. Après la pose de la grille, un sandwich de deux peaux 2a, 2b de tissus de "Kevlar" imprégnés de résine (préimprégnés) et d'un noyau 2c alvéolé ( nids d'abeilles) est constitué de façon usuelle sur le moule garni de la grille, de sorte qu'après réalisation de la coque avant 2, la grille 1 se trouve partiellement noyée dans la couche de résine de la
peau avant 2a.
Les figures 3 et 4 représentent deux possibilités de mise à la terre
pour la grille métallique 1.
Selon la figure 3, un fil sans fin 1 est posé pour être ensuite relié aux deux extrémités 3, à l'extérieur du réflecteur 2, à un fil ou une bande
de terre 4.
Selon la figure 4, la grille est formée de fils partiels 1 longs qui sont posés en méandres, leurs extrémités 3 étant sorties au-delà du bord du
réflecteur 2 pour être reliées au fil ou à la bande de terre 4.
Le procédé conforme à l'invention présente l'avantage de permettre de produire d'une manière simple et peu onéreuse des grilles de qualité particulièrement élevée sur des surfaces de réflecteurs de conformation quelconque, avec utilisation d'une machine de pose connue pour la pose contrôlée de fils conducteurs et constitution d'une grille
linéaire à partir de ces fils.

Claims (3)

REVENDICATIONS
1. Procédé de fabrication de grilles pour le bol (avant) de réflecteurs sélectifs en polarisation, le bol de réflecteur ne réfléchissant que des signaux d'une polarisation et transmettant les signaux de l'autre polarisation, une grille linéaire étant produite sur le bol, caractérisé par le fait que la grille est réalisée à l'aide d'une machine de pose connue en soi sous la forme d'un fil conducteur qui est posé en continu, en lignes disposées côte à côte, sur un moule de réflecteur à surface parabolique ou de conformation spéciale, et que le bol de réflecteur est ensuite réalisé sur cette grille de telle manière que la grille préalablement réalisée soit au moins partiellement noyée dans la couche de résine de la peau avant du bol.
2. Procédé suivant la revendication 1, caractérisé par le fait que du fil d'argent d'un diamètre de 50 j/m est utilisé en tant que fil pour la
grille.
3. Procédé suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé par le fait que les extrémités du fil de grille sont sorties au-delà du bord du réflecteur et sont mises en contact avec un fil de terre ou avec une bande de terre à
l'extérieur de la zone active de la grille.
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