FR2855642A1 - Antenna for use in radar imagery device, has metallic cylinder with groups of waveguides where every group is associated to each of lays such that waveguide transmits on length of lay, different from another waveguide - Google Patents

Abstract

The antenna has a metallic cylinder (21) with helicoidal aperture comprising N lays. Groups of waveguides (251-253) are arranged inside the cylinder. Each waveguide is associated to each lay such that the waveguide transmits on the length of the lay, different from another waveguide, in a frequency band around a characteristic central frequency. The cylinder rotates with respect to the groups of waveguides. An independent claim is also included for a radar imagery device comprising an antenna.

Description

La présente invention concerne une antenne notamment pour 5 imagerieThe present invention relates to an antenna in particular for 5 imaging

radar. Elle concerne également un dispositif d'imagerie comportant  radar. It also relates to an imaging device comprising

une telle antenne. Elle s'applique par exemple pour la détection d'objets cachés portés par des personnes, en particulier pour la détection d'objets dangereux.  such an antenna. It applies for example for the detection of hidden objects carried by people, in particular for the detection of dangerous objects.

La surveillance des personnes dans les aéroports et plus généralement dans les lieux publics est devenue une nécessité de sécurité publique. A titre d'exemple, on utilise déjà des dispositifs pour la détection d'objets dangereux dans les aéroports, et plus particulièrement pour des objets prohibés cachés par des passagers avant embarquement. Il est connu 15 notamment d'utiliser des détecteurs de métaux. Cependant, il existe des objets dangereux non métalliques, en particulier les produits explosifs, indétectables avec ces dispositifs.  The surveillance of people at airports and more generally in public places has become a necessity of public security. As an example, devices are already used for the detection of dangerous objects at airports, and more particularly for prohibited objects hidden by passengers before boarding. It is known in particular to use metal detectors. However, there are non-metallic dangerous objects, in particular explosive products, which cannot be detected with these devices.

Il est possible d'utiliser des images à rayons X pour détecter la 20 présence d'objets suspects portés par des passagers. A cet effet, il faut balayer au rayon X toute la longueur du corps des passagers. Cela pose néanmoins de problèmes de mise en oeuvre et de santé publique par exposition des personnes aux rayons X. Il existe aussi des systèmes d'imagerie radar qui pourraient répondre techniquement au problème de détection. Cependant, ces systèmes sont complexes et coûteux à mettre en oeuvre.  It is possible to use X-ray images to detect the presence of suspicious objects carried by passengers. For this purpose, it is necessary to scan the entire length of the passengers' body with an X-ray. However, this poses implementation and public health problems by exposing people to X-rays. There are also radar imaging systems which could technically respond to the detection problem. However, these systems are complex and costly to implement.

Un but de l'invention est de pallier les inconvénients précités, en 30 permettant notamment la détection d'objets de façon simple et efficace, sans nuisance pour la santé des personnes.  An object of the invention is to overcome the aforementioned drawbacks, in particular by allowing the detection of objects in a simple and effective manner, without harm to the health of people.

A cet effet, I'invention a pour objet une antenne comportant au moins: un cylindre métallique à ouverture rayonnante hélicoïdale 35 comprenant au moins N pas; - N groupes de guides d'ondes disposés à l'intérieur du cylindre, chaque groupe émettant sur la longueur d'un pas associé, différent d'un groupe à l'autre, dans une bande de fréquences autour d'une fréquence centrale propre; Le cylindre a un mouvement de rotation relatif par rapport à l'ensemble des groupes de guides.  To this end, the invention relates to an antenna comprising at least: a metal cylinder with a helical radiating opening 35 comprising at least N not; - N groups of waveguides arranged inside the cylinder, each group emitting over the length of an associated step, different from one group to another, in a frequency band around its own central frequency ; The cylinder has a relative rotational movement with respect to all of the guide groups.

L'invention a également pour objet un dispositif d'imagerie comportant une antenne telle que précédemment décrite.  The invention also relates to an imaging device comprising an antenna as previously described.

L'invention a pour principaux avantages qu'elle est économique, qu'elle permet une grande fiabilité de fonctionnement et qu'elle est simple à mettre en oeuvre.  The main advantages of the invention are that it is economical, that it allows great operating reliability and that it is simple to implement.

D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront 15 à l'aide de la description qui suit faite en regard de dessins annexés qui représentent: - la figure 1, un schéma de principe d'un dispositif d'imagerie selon l'invention, appliqué à titre d'exemple à la détection d'objets cachés sur des personnes; 20 - la figure 2, un premier mode de réalisation d'une antenne selon l'invention comportant un cylindre à ouverture rayonnante hélicoïdale; - la figure 3, une illustration par une vue transversale de la disposition d'un guide rayonnant par rapport à la surface 25 interne du cylindre d'antenne; - la figure 4, un exemple de réalisation d'un support de guides - les figures 5a, 5b et 5c une illustration du fonctionnement d'une antenne selon l'invention comportant un pas d'hélice; - la figure 6, une illustration du couplage des guides avec le 30 cylindre d'antenne; - la figure 7, un autre mode de réalisation possible d'une antenne selon l'invention comportant N pas d'hélice et N groupes de guides associés; - la figure 8, une illustration de la position relative des bandes de 35 fréquences associées aux différents groupes de guides; - la figure 9, un exemple de réalisation possible d'un dispositif d'imagerie selon l'invention.  Other characteristics and advantages of the invention will become apparent from the following description given with reference to the appended drawings which represent: - Figure 1, a block diagram of an imaging device according to the invention , applied as an example to the detection of objects hidden on people; FIG. 2, a first embodiment of an antenna according to the invention comprising a cylinder with a helical radiating opening; FIG. 3, an illustration by a transverse view of the arrangement of a radiating guide with respect to the internal surface of the antenna cylinder; - Figure 4, an embodiment of a guide support - Figures 5a, 5b and 5c an illustration of the operation of an antenna according to the invention comprising a propeller pitch; FIG. 6, an illustration of the coupling of the guides with the antenna cylinder; - Figure 7, another possible embodiment of an antenna according to the invention comprising N no helix and N groups of associated guides; FIG. 8, an illustration of the relative position of the frequency bands associated with the different groups of guides; - Figure 9, a possible embodiment of an imaging device according to the invention.

La figure 1 illustre par un schéma le principe de fonctionnement 5 d'un dispositif d'imagerie selon l'invention. A titre d'exemple, le dispositif est appliqué pour la détection d'objets portés par une personne 10. L'invention s'applique pour d'autres types de détection et plus généralement pour d'autres applications d'imagerie radar. Le dispositif selon l'invention comporte donc une antenne 1 qui produit N faisceaux d'émission F1, F2, F3. 10 Trois faisceaux sont représentés par exemple sur la figure 1. Chaque faisceau émet dans une bande autour d'une fréquence propre f1, f2, f3. Le centre de phase de chaque faisceau se déplace sur une longueur 11, 12, 13 de sorte que chaque faisceau balaye la longueur utile de détection, par exemple la hauteur d'une personne, en totalité ou en partie. L'antenne 1 tourne autour 15 du sujet à observer sur un angle 2= ou inférieur. Dans l'exemple de la figure 1, l'objet à observer est par exemple une personne sur laquelle on veut détecter des objets prohibés.  FIG. 1 illustrates by a diagram the operating principle 5 of an imaging device according to the invention. For example, the device is applied for the detection of objects carried by a person 10. The invention applies for other types of detection and more generally for other radar imaging applications. The device according to the invention therefore comprises an antenna 1 which produces N emission beams F1, F2, F3. Three beams are represented for example in FIG. 1. Each beam emits in a band around a natural frequency f1, f2, f3. The phase center of each beam moves over a length 11, 12, 13 so that each beam scans the useful detection length, for example the height of a person, in whole or in part. The antenna 1 rotates around the subject to be observed at an angle 2 = or less. In the example of FIG. 1, the object to be observed is for example a person on whom it is wished to detect prohibited objects.

L'antenne 1 est reliée à des moyens d'émission et de réception 2.  The antenna 1 is connected to transmission and reception means 2.

Ces derniers sont eux-mêmes reliés à des moyens de traitement radar 3. 20 Ces moyens de traitement sont par exemple des moyens de traitement d'imagerie radar classiques. Ils réalisent une image radar. Ils sont par exemple reliés à un écran 4 qui permet de visualiser l'image.  These latter are themselves connected to radar processing means 3. These processing means are, for example, conventional radar imagery processing means. They make a radar image. They are for example connected to a screen 4 which makes it possible to view the image.

La figure 2 illustre un exemple de réalisation de l'antenne 1. Pour 25 faciliter la description de son fonctionnement, elle est décrite pour le balayage d'un seul faisceau F1. Cette antenne comporte un cylindre métallique 21 présentant une ouverture rayonnante 22 hélicoïdale. C'estàdire que cette ouverture est délimitée par deux hélices 23, 24 de même pas et décalées d'une distance d. Les deux hélices parcourent par exemple le 30 cylindre selon un angle égal 2=, soit sur un pas d'hélice. Sur la figure 1, ce pas est sensiblement égal à la longueur du cylindre, mais cela n'a rien d'obligatoire. Il faut en fait éviter un rayonnement en dehors du cylindre, ce qui peut obliger pour des raisons pratiques à allonger la longueur du cylindre par rapport à la longueur utile de rayonnement.  FIG. 2 illustrates an exemplary embodiment of the antenna 1. To facilitate the description of its operation, it is described for scanning a single beam F1. This antenna comprises a metal cylinder 21 having a helical radiating opening 22. That is, this opening is delimited by two propellers 23, 24 of the same pitch and offset by a distance d. The two propellers travel, for example, through the cylinder at an equal angle 2 =, that is to say on a helix pitch. In Figure 1, this step is substantially equal to the length of the cylinder, but this is not mandatory. Radiation outside the cylinder must in fact be avoided, which for practical reasons may make it necessary to lengthen the length of the cylinder relative to the useful length of radiation.

L'antenne comporte par ailleurs au moins un guide d'onde 25 disposé à l'intérieur du cylindre s'étendant le long de l'axe 100 du cylindre.  The antenna also comprises at least one waveguide 25 disposed inside the cylinder extending along the axis 100 of the cylinder.

Ce guide, alimenté par une onde hyperfréquence, fait office d'illuminateur.  This guide, powered by a microwave, acts as an illuminator.

Comme on le verra par la suite, le guide peut être remplacé par un groupe de 5 guides, on peut prévoir un guide pour l'émission et un guide pour la réception. Le guide 25 peut être excentré par rapport à l'axe 100 du cylindre en raison notamment de contrainte de distance entre la face rayonnante du guide et la partie métallique du cylindre 21. Le cylindre 21 et le guide 25 ont un mouvement de rotation relatif par rapport à l'axe 100 du cylindre. Dans un 10 mode de réalisation, le guide 25 est fixe et le cylindre 21 tourne autour de son axe 100. Le cylindre à ouverture rayonnante 21 peut être réalisé de différentes manières. En particulier, ce cylindre 21 est par exemple composé d'un cylindre en matériau diélectrique d'épaisseur sensiblement constante recouvert d'une couche métallique sauf entre les hélices 23, 24 délimitant 15 I'ouverture de rayonnement. Un processus de réalisation du cylindre à ouverture rayonnante peut alors comporter une étape de réalisation d'un cylindre en matériau diélectrique, une étape de recouvrement de ce cylindre par une couche métallique puis une étape de démétallisation entre les lignes 23, 24 délimitant l'ouverture de rayonnement. Le guide 25 est placé sur un 20 support 26 disposé en regard de la face intérieure du cylindre.  As will be seen below, the guide can be replaced by a group of 5 guides, one can provide a guide for transmission and a guide for reception. The guide 25 can be eccentric with respect to the axis 100 of the cylinder due in particular to a distance constraint between the radiating face of the guide and the metal part of the cylinder 21. The cylinder 21 and the guide 25 have a relative rotational movement by relative to axis 100 of the cylinder. In one embodiment, the guide 25 is fixed and the cylinder 21 rotates about its axis 100. The radiating opening cylinder 21 can be produced in different ways. In particular, this cylinder 21 is for example composed of a cylinder of dielectric material of substantially constant thickness covered with a metal layer except between the helices 23, 24 delimiting the radiation opening. A process for producing the cylinder with a radiating opening may then include a step for producing a cylinder of dielectric material, a step for covering this cylinder with a metal layer and then a step for demetallization between the lines 23, 24 delimiting the opening. of radiation. The guide 25 is placed on a support 26 arranged opposite the interior face of the cylinder.

La figure 3 montre par une vue transversale, dans un plan perpendiculaire à l'axe 100 du cylindre, comment est disposé le ou les guides 25 par rapport au cylindre 21. Le support 26 est par exemple disposé 25 de façon à ce que la face rayonnante du guide soit à une distance X/2 de la paroi métallisée du cylindre, X étant la longueur d'onde de fonctionnement centrale, correspondant par exemple à 30 Ghz. Dans ce cas, lorsque la face rayonnante est en regard de la partie métallisée du cylindre, et non de l'ouverture, cette face métallisée joue le rôle d'un court circuit 30 hyperfréquence, évitant ainsi les réflexions parasites. En ce qui concerne les ordres de grandeur physique, le diamètre du cylindre est par exemple de l'ordre de 10 centimètres. Si les ondes émises avoisinent les 30 Ghz, les largeurs des guides sont alors de quelques millimètres.  FIG. 3 shows by a transverse view, in a plane perpendicular to the axis 100 of the cylinder, how the guide (s) 25 is arranged relative to the cylinder 21. The support 26 is for example arranged 25 so that the face radiating from the guide either at a distance X / 2 from the metallized wall of the cylinder, X being the central operating wavelength, corresponding for example to 30 Ghz. In this case, when the radiating face is opposite the metallized part of the cylinder, and not the opening, this metallized face plays the role of a microwave short circuit 30, thus avoiding parasitic reflections. With regard to orders of physical magnitude, the diameter of the cylinder is for example of the order of 10 centimeters. If the waves emitted are around 30 Ghz, the widths of the guides are then a few millimeters.

La figure 4 montre un exemple de réalisation possible, simple à mettre en oeuvre, o le support 26 des guides 25 est formé d'un cylindre intérieur concentrique, c'est-à-dire de même axe 100 que le cylindre à ouverture rayonnante. Les deux cylindres ont alors un mouvement de rotation relatif, le cylindre intérieur étant avantageusement fixe.  Figure 4 shows a possible embodiment, simple to implement, o the support 26 of the guides 25 is formed of a concentric inner cylinder, that is to say of the same axis 100 as the cylinder with radiating opening. The two cylinders then have a relative rotational movement, the inner cylinder advantageously being fixed.

Les figures 5a, 5b et 5c illustrent le fonctionnement d'une antenne telle que décrite précédemment. En fonctionnement, les parties du guide 25 qui font face à la paroi métallisée du cylindre 21 ne rayonnent pas, du fait de o10 la distance ?J2 qui crée un court-circuit hyperfréquence. Les parties du guide qui sont en regard de l'ouverture 22 participent au rayonnement de l'antenne.  Figures 5a, 5b and 5c illustrate the operation of an antenna as described above. In operation, the parts of the guide 25 which face the metallized wall of the cylinder 21 do not radiate, because of o10 the distance J J2 which creates a microwave short circuit. The parts of the guide which are opposite the opening 22 participate in the radiation of the antenna.

En fait, en raison de la forme en hélice de l'ouverture 22 et de sa rotation autour d'un guide, cette ouverture se présente pour ce dernier comme une ouverture glissante effectuant des allers et retours rectilignes. La figure 4a 15 illustre une position de l'ouverture rayonnante 22 au regard du guide 25 à un instant donné to. La figure 4c illustre le faisceau d'antenne F1 associé à la position de la figure 4a avec son centre de phase 51 situé au niveau de l'illuminateur 25. Le faisceau F1 représente ici la couverture angulaire de l'antenne. La figure 4b illustre les même éléments que ceux de la figure 4a, 20 mais à un instant suivant to + At. Dans le plan de la figure, I'ouverture en regard du guide s'est alors décalée d'une distance A par suite de la rotation du cylindre 21. Le faisceau d'antenne F1 correspondant à la position de cylindre 21 de la figure 4b est représenté avec son centre de phase 52 qui s'est décalé d'une distance A. La rotation du cylindre permet donc le 25 déplacement continu du centre de phase du rayonnement et donc du faisceau F1. Le long de l'axe 53 du guide 25, parallèle à l'axe 100 du cylindre, le centre de phase se déplace entre une position x0 - AMax/2 et xo + AMax/2. L'amplitude du déplacement AMax dépend du pas des hélices 23, 24 formant l'ouverture rayonnante. La largeur du faisceau F1 est fonction de la 30 largeur d de l'ouverture rayonnante, cette largeur étant en fait la distance entre les deux hélices définissant cette ouverture. Plus d est petite, plus le faisceau d'antenne est large. La largeur à 3dB du faisceau F1 est V/d, o X est la longueur d'onde émise.  In fact, due to the helical shape of the opening 22 and its rotation around a guide, this opening is presented for the latter as a sliding opening performing straight back and forth. FIG. 4a 15 illustrates a position of the radiating opening 22 with regard to the guide 25 at a given time to. FIG. 4c illustrates the antenna beam F1 associated with the position of FIG. 4a with its phase center 51 located at the level of the illuminator 25. The beam F1 represents here the angular coverage of the antenna. FIG. 4b illustrates the same elements as those of FIG. 4a, but at an instant following to + At. In the plane of the figure, the opening opposite the guide is then offset by a distance A as a result of the rotation of the cylinder 21. The antenna beam F1 corresponding to the position of the cylinder 21 of FIG. 4b is represented with its phase center 52 which has shifted by a distance A. The rotation of the cylinder therefore allows the 25 continuous displacement of the phase center of the radiation and therefore of the beam F1. Along the axis 53 of the guide 25, parallel to the axis 100 of the cylinder, the phase center moves between a position x0 - AMax / 2 and xo + AMax / 2. The amplitude of the movement AMax depends on the pitch of the propellers 23, 24 forming the radiating opening. The width of the beam F1 is a function of the width d of the radiating opening, this width being in fact the distance between the two helices defining this opening. The smaller d, the wider the antenna beam. The width at 3dB of the beam F1 is V / d, where X is the wavelength emitted.

La figure 6 illustre le couplage d'un guide 25 et du cylindre 21 par une vue partielle en perspective. Le guide d'onde est un guide à section rectangulaire comportant une ouverture rayonnante 61 en regard de la face intérieure du cylindre. Des ailettes métalliques 62 prolongent par exemple 5 cette ouverture rayonnante le long de la surface intérieure du cylindre, épousant la forme de ce dernier, pour former un piège hyperfréquence et éviter ainsi les effets de bord, notamment les fuites hyperfréquence. Plus particulièrement, la face métallisée du cylindre doit former un court-circuit hyperfréquence pour fermer le guide. La rotation du cylindre à ouverture o10 hélicoïdale autour du guide 25 a pour effet de créer une fente rayonnante qui se déplace le long de ce guide. Le guide est relié aux moyens d'émission et de réception 2. Le guide 25 étant fixe, il n'est alors pas nécessaire de prévoir un joint tournant entre ce dernier et les circuits de liaison hyperfréquence le reliant aux moyens d'émission et de réception. L'invention évite ainsi 15 I'utilisation d'un joint tournant hyperfréquence. Il en résulte avantageusement une économie et une meilleure fiabilité de fonctionnement. A l'autre extrémité du guide, celui-ci est par exemple fermé par une charge hyperfréquence non représentée. Cette charge adaptée évite les réflexions parasites.  Figure 6 illustrates the coupling of a guide 25 and the cylinder 21 by a partial perspective view. The waveguide is a rectangular section guide having a radiating opening 61 facing the interior face of the cylinder. Metal fins 62 extend, for example, this radiating opening along the interior surface of the cylinder, conforming to the shape of the latter, to form a microwave trap and thus avoid side effects, in particular microwave leaks. More particularly, the metallized face of the cylinder must form a microwave short circuit to close the guide. The rotation of the helical opening cylinder o10 around the guide 25 has the effect of creating a radiant slot which moves along this guide. The guide is connected to the transmission and reception means 2. The guide 25 being fixed, it is then not necessary to provide a rotating joint between the latter and the microwave link circuits connecting it to the transmission and reception. The invention thus avoids the use of a microwave rotating joint. This advantageously results in economy and better operating reliability. At the other end of the guide, the latter is for example closed by a microwave load, not shown. This suitable charge prevents stray reflections.

Le guide hyperfréquence de la figure 6 émet par exemple la 20 composante selon le plan E, I'ouverture rayonnante étant alors réalisée sur un petit côté du guide. Avantageusement, il est possible de prévoir un autre guide propageant la composante selon le plan H, I'ouverture rayonnante étant réalisée dans ce cas sur un grand côté du guide.  The microwave guide of FIG. 6 emits for example the component according to the plane E, the radiating opening then being produced on a small side of the guide. Advantageously, it is possible to provide another guide propagating the component along the plane H, the radiating opening being produced in this case on a long side of the guide.

Une émission à bipolarisation est en particulier utile pour une 25 fonction d'imagerie. En effet, à chaque fois qu'une onde se réfléchit sur un plan, sa polarisation change de sens. Ainsi, en combinant les polarisations par calcul, les informations sur l'image sont augmentées. Cela est notamment intéressant pour la détection de formes comportant des trièdres.  Bipolarization emission is particularly useful for an imaging function. Indeed, each time a wave is reflected on a plane, its polarization changes direction. Thus, by combining the polarizations by calculation, the information on the image is increased. This is particularly interesting for the detection of shapes comprising trihedrons.

Il est aussi possible de prévoir un guide pour l'émission et un 30 guide pour la réception. Dans un mode de réalisation, on peut donc prévoir au moins quatre guides 25, deux pour l'émission, dont l'un propageant l'onde selon le plan E et l'autre selon le plan H, et deux pour la réception dont l'un propageant selon le plan E et l'autre selon le plan H. D'autres types de guides que celui illustrés par la figure 6 peuvent être utilisés. On peut par exemple utiliser des guides classiques à fentes rayonnantes disposées sur un côté du guide.  It is also possible to provide a guide for transmission and a guide for reception. In one embodiment, it is therefore possible to provide at least four guides 25, two for the emission, one of which propagates the wave according to the plane E and the other according to the plane H, and two for the reception of which the 'one propagating along the plane E and the other along the plane H. Other types of guides than that illustrated in FIG. 6 can be used. One can for example use conventional guides with radiating slots disposed on one side of the guide.

La figure 7 illustre un autre mode de réalisation de l'antenne selon l'invention. Dans ce mode de réalisation l'ouverture hélicoïdale 22 comporte au moins N pas, à titre d'exemple N étant égal à trois. Dans le cas de la figure 2, l'ouverture comportait un seul pas, c'est-à-dire que l'ouverture hélicoïdale faisait une seule fois le tour du cylindre 21. Un pas correspond à 10 un tour de cylindre de l'ouverture hélicoïdale, c'est le pas des hélices 23, 24.  FIG. 7 illustrates another embodiment of the antenna according to the invention. In this embodiment the helical opening 22 comprises at least N not, for example N being equal to three. In the case of FIG. 2, the opening comprised a single step, that is to say that the helical opening made only one turn around the cylinder 21. One step corresponds to 10 a cylinder turn of the helical opening, this is the pitch of the propellers 23, 24.

Il correspond donc à la longueur de cylindre parcourue par l'ouverture en un tour. Sur la figure 7, des guides d'ondes 251, 252, 253 sont représentés en regard du cylindre, plus particulièrement en regard des pas de l'ouverture.  It therefore corresponds to the length of cylinder traversed by the opening in one revolution. In FIG. 7, waveguides 251, 252, 253 are shown facing the cylinder, more particularly facing the steps of the opening.

Un guide d'onde est associé à chaque pas de sorte qu'un guide émet sur la 15 longueur d'un pas, différent d'un guide à l'autre. Les échelles de représentation des guides et du cylindre, en ce qui concerne les largeurs, ne sont pas les mêmes pour des raisons de clarté. Les guides sont bien sûr par ailleurs toujours disposés à l'intérieur du cylindre en rotation. Chaque guide 251, 252, 253 peut représenter en fait plusieurs guides, par exemple un 20 groupe de quatre guides, deux à l'émission et deux à la réception avec des polarisations croisées.  A waveguide is associated with each step so that a guide emits along the length of a step, different from one guide to another. The scales of representation of the guides and of the cylinder, as regards the widths, are not the same for reasons of clarity. The guides are of course also always arranged inside the rotating cylinder. Each guide 251, 252, 253 may in fact represent several guides, for example a group of four guides, two at transmission and two at reception with crossed polarizations.

L'association d'un guide à un pas signifie donc que le guide émet uniquement sur la longueur de ce pas, le guide étant fermé pour les autres pas du cylindre. Ainsi, le premier guide 251 émet sur la longueur du premier 25 pas 71 puis est fermé en regard des autres pas 72, 73. Le deuxième guide 252 est ouvert sur la longueur du deuxième pas 72 et est fermé pour les autres pas 71, 73. Le troisième guide 253 est ouvert sur la longueur du troisième pas et est fermé sur la longueur des autres pas. En se référant par exemple au mode de réalisation et de couplage d'un guide tel qu'illustré par 30 la figure 6, cela signifie notamment que l'ouverture rayonnante 61 est en regard du pas qui est associé à son guide, ce dernier étant fermé en regard des autres pas.  The association of a guide with a step therefore means that the guide emits only over the length of this step, the guide being closed for the other steps of the cylinder. Thus, the first guide 251 emits over the length of the first step 71 then is closed opposite the other steps 72, 73. The second guide 252 is open over the length of the second step 72 and is closed for the other steps 71, 73 The third guide 253 is open along the length of the third step and is closed along the length of the other steps. Referring for example to the embodiment and coupling of a guide as illustrated in FIG. 6, this means in particular that the radiating opening 61 is opposite the pitch which is associated with its guide, the latter being closed next to the other steps.

La rotation du cylindre 21 a alors pour effet de produire trois faisceaux F1, F2, F3 tels qu'illustrés par la figure 3 qui se déplacent en 35 parallèle selon l'axe de l'antenne sur la longueur d'un pas 71, 72, 73. Les pas d'émission 71, 72, 73 représentés sur la figure 7 se succèdent, mais ce n'est pas obligatoire. Il pourrait par exemple exister un espace entre les pas.  The rotation of the cylinder 21 then has the effect of producing three beams F1, F2, F3 as illustrated in FIG. 3 which move in parallel along the axis of the antenna along the length of a step 71, 72 , 73. The emission steps 71, 72, 73 shown in FIG. 7 follow one another, but it is not compulsory. For example, there could be a space between steps.

Par ailleurs, à chaque guide est associé une fréquence centrale propre. Le premier guide 71 émet donc un faisceau F1 dans une première 5 bande b1 autour d'une fréquence f1. Le deuxième guide 72 émet un faisceau F2 dans une deuxième bande b2 autour d'une fréquence f2. Le troisième guide 71 émet un faisceau F3 dans une troisième bande b3 autour d'une fréquence f3. Ces fréquences sont elles-mêmes positionnées par exemple au voisinage d'une fréquence centrale f par exemple de l'ordre de 30 Ghz.  In addition, each guide is associated with its own central frequency. The first guide 71 therefore emits a beam F1 in a first band b1 around a frequency f1. The second guide 72 emits a beam F2 in a second band b2 around a frequency f2. The third guide 71 emits a beam F3 in a third band b3 around a frequency f3. These frequencies are themselves positioned for example in the vicinity of a central frequency f for example of the order of 30 Ghz.

La figure 8 illustre les positions relatives des bandes de fréquences sur l'axe des fréquences fr. Les trois bandes sont par exemple disjointes et/ou juxtaposées et de même largeur 2Af. Elles s'étalent par exemple sur une bande de l'ordre de 4 Ghz autour d'une fréquence centrale 15 de l'ordre de 30 Ghz. Les trois bandes b1, b2, b3 sont parcourues en même temps pendant un temps At. Avantageusement, on forme ainsi une rampe de fréquence en un temps At au lieu de 3At, ce qui permet notamment au cylindre de tourner trois fois moins vite qu'une antenne du type par exemple de la figure 2 pour obtenir une telle rampe. L'équivalent de la rampe de 20 fréquences de la figure 8 est en effet obtenue en At au lieu de 3At. Une rotation de l'ordre de 10 tours par seconde est par exemple alors suffisante.  FIG. 8 illustrates the relative positions of the frequency bands on the frequency axis fr. The three bands are for example disjoint and / or juxtaposed and of the same width 2Af. They are spread, for example, over a band of the order of 4 Ghz around a central frequency 15 of the order of 30 Ghz. The three bands b1, b2, b3 are traversed at the same time during a time At. Advantageously, a frequency ramp is thus formed in a time At instead of 3At, which in particular allows the cylinder to rotate three times slower than an antenna of the type for example of FIG. 2 to obtain such a ramp. The equivalent of the 20 frequency ramp in Figure 8 is indeed obtained in At instead of 3At. A rotation of the order of 10 revolutions per second is for example then sufficient.

La longueur des pas 71, 72, 73 est déterminée de façon à ce que les faisceaux FI, F2, F3 balayent la longueur de l'espace d'observation, par exemple la hauteur d'une personne en totalité ou en partie.  The length of the steps 71, 72, 73 is determined so that the beams FI, F2, F3 scan the length of the observation space, for example the height of a person in whole or in part.

Une antenne du type de la figure 2 ou du type de la figure 7, à N pas d'hélices, permet d'obtenir un fonctionnement du type radar à antenne synthétique ou SAR, selon l'expression anglo-saxonne " Side Aperture Radar ". Cette propriété d'une antenne selon l'invention peut alors être 30 avantageusement exploitée par des moyens de traitement radar pour obtenir et analyser des images radar à haute résolution. Pour mémoire, les radars à antenne synthétique sont des radars dont l'antenne est orientée perpendiculairement à la route du porteur. C'est le porteur du radar, et plus particulièrement de l'antenne, qui dans son déplacement engendre 35 I'observation de l'espace. Dans la présente invention, le déplacement du porteur est simulé par le déplacement du centre de phase. Le traitement du type SAR est notamment décrit dans l'ouvrage de J. Darricau: Physique et Théorie du Radar -Tome 3, 3ème édition - Chapitre 21, page 483 Editeur Sodipe, Paris 1994. Les signaux de réception sont transmis via les circuits de 5 réception 2 aux moyens de traitement 3 du dispositif selon l'invention qui détermine une image radar. La rotation de l'antenne sur elle-même ne permet un balayage que dans une seule dimension, dépointée par ailleurs par rapport à l'axe de l'antenne en raison de l'angle que fait l'ouverture hélicoïdale avec cet axe. Pour obtenir une image complète du type 10 panoramique, notamment d'une personne, il faut prévoir une rotation de l'axe du cylindre 21 autour de cette personne de préférence en totalité.  An antenna of the type of FIG. 2 or of the type of FIG. 7, with N no propellers, makes it possible to obtain an operation of the radar type with synthetic antenna or SAR, according to the English expression "Side Aperture Radar" . This property of an antenna according to the invention can then be advantageously exploited by radar processing means to obtain and analyze high resolution radar images. As a reminder, radars with synthetic antennas are radars whose antenna is oriented perpendicular to the carrier's route. It is the carrier of the radar, and more particularly of the antenna, which in its movement generates the observation of space. In the present invention, the displacement of the carrier is simulated by the displacement of the phase center. SAR type processing is described in particular in the work by J. Darricau: Physics and Theory of Radar - Volume 3, 3rd edition - Chapter 21, page 483 Publisher Sodipe, Paris 1994. The reception signals are transmitted via the circuits of 5 reception 2 to the processing means 3 of the device according to the invention which determines a radar image. The rotation of the antenna on itself allows scanning only in one dimension, which is also offset relative to the axis of the antenna due to the angle made by the helical opening with this axis. To obtain a complete panoramic type 10 image, in particular of a person, it is necessary to provide for a rotation of the axis of the cylinder 21 around this person, preferably entirely.

La figure 9 présente un mode de réalisation possible d'un dispositif d'imagerie selon l'invention. Dans ce mode de réalisation, le 15 dispositif comporte deux antennes 1 tournant autour du sujet 10 à observer, une personne dans l'exemple de la figure 9. Les deux antennes sont de préférence diamétralement opposées par rapport à la personne 10. Leurs axes 100 sont par exemple verticaux. Les deux antennes sont solidaires mécaniquement d'un premier support 91. Ce dernier est mobile en rotation 20 par rapport à un deuxième support 92 sur lequel est placé la personne 10 à surveiller. Les antennes 21 tournent par ailleurs sur elles-mêmes autour de leurs axes 100, les axes étant fixes par rapport au premier support 91. Le deuxième support 92 est par exemple un plateau fixe sur lequel se placent les personnes. Le premier support 91 comporte par exemple un plateau 25 circulaire sur lequel sont disposées les deux antennes de façon diamétralement opposées. Ce premier support 91 tourne autour du premier support. L'utilisation d'au moins deux antennes lui évite de faire un tour complet autour du deuxième support. Les deux antennes étant diamétralement opposées, il suffit d'une rotation sur 180 pour faire une 30 image d'observation complète sur 360 . Chaque antenne est donc reliée au moyen d'émission et de réception et correspond à un angle d'observation, égal à 180 dans l'exemple de la figure 9, ce qui réduit notamment les temps d'exposition. Les cylindres des antennes sont entraînés en rotation par un moteur. Le support 91 peut être entraîné par un moteur pas à pas.  FIG. 9 shows a possible embodiment of an imaging device according to the invention. In this embodiment, the device comprises two antennas 1 rotating around the subject 10 to be observed, a person in the example of FIG. 9. The two antennas are preferably diametrically opposite with respect to the person 10. Their axes 100 are for example vertical. The two antennas are mechanically integral with a first support 91. The latter is movable in rotation 20 relative to a second support 92 on which the person 10 to be monitored is placed. The antennas 21 also rotate on themselves about their axes 100, the axes being fixed relative to the first support 91. The second support 92 is for example a fixed plate on which people are placed. The first support 91 comprises for example a circular plate 25 on which the two antennas are arranged diametrically opposite. This first support 91 rotates around the first support. The use of at least two antennas prevents it from making a complete turn around the second support. The two antennas being diametrically opposite, a rotation of 180 is sufficient to make a complete observation image of 360. Each antenna is therefore connected to the transmission and reception means and corresponds to an observation angle, equal to 180 in the example of FIG. 9, which notably reduces the exposure times. The antenna cylinders are rotated by a motor. The support 91 can be driven by a stepping motor.

Les moyens d'émission et de réception 2 ainsi que les moyens de traitement 3 sont par exemple solidaires mécaniquement du support tournant 92. Les moyens de traitement 3 peuvent être des moyens de traitement d'imagerie radar classiques. Une liaison numérique relie par exemple ces 5 moyens de traitement à un écran de visualisation 4, fixe par rapport au sol.  The transmission and reception means 2 as well as the processing means 3 are for example mechanically integral with the rotating support 92. The processing means 3 can be conventional radar imagery processing means. A digital link connects for example these 5 processing means to a display screen 4, fixed relative to the ground.

Un observateur scrute alors l'écran pour voir si la personne contrôlée porte des objets prohibés. Il est possible de prévoir une base de données comportant un ensemble d'objets prohibés. Des moyens de reconnaissance de forme automatique peuvent alors générer une alarme en cas de 10 comparaison positive avec cette base de données. Dans ce cas observateur n'est plus nécessaire.  An observer then scans the screen to see if the controlled person is carrying prohibited objects. It is possible to provide a database comprising a set of prohibited objects. Automatic shape recognition means can then generate an alarm in the event of a positive comparison with this database. In this case observer is no longer necessary.

Dans un autre mode de réalisation, les axes des antennes sont fixes et c'est le plateau 92 supportant les personnes qui est mobile.  In another embodiment, the axes of the antennas are fixed and it is the plate 92 supporting the people which is mobile.

Un avantage apporté par un dispositif selon l'invention est que le 15 temps d'exposition de la personne nécessaire à la réalisation d'une image est relativement court. Il peut être de l'ordre de quelques secondes, entre 5 et 10 secondes. Cela évite en particulier des embouteillages. Par ailleurs, le niveau de puissance hyperfréquence est faible, il suffit de quelques milliwatts moyens de puissance émise. Cette faible puissance combinée avec le faible 20 temps d'exposition rend le dispositif totalement non offensif pour la santé des personnes.  An advantage provided by a device according to the invention is that the time of exposure of the person necessary for producing an image is relatively short. It can be of the order of a few seconds, between 5 and 10 seconds. This especially avoids traffic jams. Furthermore, the microwave power level is low, just a few average milliwatts of transmitted power. This low power combined with the short exposure time makes the device completely non-offensive for human health.

L'invention a été décrite à titre d'exemple pour réaliser une image panoramique d'une personne, en vue de détecter notamment des objets 25 cachés prohibés. La détection pourrait ne pas porter sur des personnes mais sur toutes sortes d'objets. Par ailleurs, I'invention peut être utilisée pour faire de l'imagerie radar en dehors de tout aspect de détection d'objets suspects.  The invention has been described by way of example for producing a panoramic image of a person, with a view in particular to detect prohibited hidden objects. The detection could not relate to people but to all kinds of objects. Furthermore, the invention can be used for radar imagery apart from any aspect of detecting suspicious objects.

Claims (20)

REVENDICATIONS 1. Antenne, caractérisée en ce qu'elle comporte au moins: - un cylindre métallique (21) à ouverture rayonnante hélicoïdale (22) comprenant au moins N pas (71, 72, 73); - N groupes de guides d'ondes (251, 252, 253) disposés à l'intérieur du cylindre, chaque groupe émettant sur la longueur d'un pas associé, différent d'un groupe à l'autre, dans une 10 bande de fréquences (bi, b2, b3) autour d'une fréquence centrale propre (f1, f2, f3); le cylindre (21) ayant un mouvement de rotation relatif par rapport à l'ensemble des groupes de guides. 15  1. Antenna, characterized in that it comprises at least: - a metal cylinder (21) with a helical radiating opening (22) comprising at least N steps (71, 72, 73); - N groups of waveguides (251, 252, 253) arranged inside the cylinder, each group emitting over the length of an associated step, different from one group to another, in a band of frequencies (bi, b2, b3) around a natural center frequency (f1, f2, f3); the cylinder (21) having a relative rotational movement relative to the set of guide groups. 15 2. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un groupe de guides (251, 252, 253) rayonne en regard de la face intérieure du cylindre (21) le long du pas qui lui est associé, les guides (25) du groupe étant fermés en regard des autres 20 pas.2. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that a group of guides (251, 252, 253) radiates opposite the internal face of the cylinder (21) along the pitch associated with it, the guides (25) of the group being closed opposite the other 20 steps. 3. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes de fréquences (bl, b2, b3) sont disjointes.  3. An antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that the frequency bands (bl, b2, b3) are disjoint. 4. Antenne selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes de fréquences (b1, b2, b3) sont juxtaposées.  4. Antenna according to one of the preceding claims, characterized in that the frequency bands (b1, b2, b3) are juxtaposed. 5. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que les bandes de fréquences (bi, b2, b3) ont même largeur (2Af).  5. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that the frequency bands (bi, b2, b3) have the same width (2Af). 6. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un groupe de guides (251, 252, 253) comporte au moins un guide pour l'émission et un guide pour la réception.  6. An antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that a group of guides (251, 252, 253) comprises at least one guide for transmission and a guide for reception. 7. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un groupe de guides (251, 252, 253) comporte au moins un guide propageant l'onde hyperfréquence dans le plan E et un guide propageant l'onde hyperfréquence dans le plan H.  7. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that a group of guides (251, 252, 253) comprises at least one guide propagating the microwave wave in the E plane and a guide propagating the microwave wave in plane H. 8. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce qu'un guide (25) est un guide à section rectangulaire comportant une ouverture rayonnante (61) en regard de la face intérieure du cylindre le long du pas associé au guide, le guide étant fermé en regard des autres pas.8. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that a guide (25) is a guide with rectangular section comprising a radiating opening (61) facing the inside face of the cylinder along the pitch associated with the guide , the guide being closed opposite the other steps. 9. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que la face rayonnante (61) d'un guide (25) est placée sensiblement à une distance k/2 de la surface intérieure du cylindre (21), X correspondant à une fréquence centrale de fonctionnement 20 des guides.  9. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that the radiating face (61) of a guide (25) is placed substantially at a distance k / 2 from the interior surface of the cylinder (21), X corresponding at a central operating frequency 20 of the guides. 10. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que des ailettes métalliques (62) prolongent la face rayonnante des guides (25) le long de la surface intérieure du cylindre (21).  10. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that metal fins (62) extend the radiating face of the guides (25) along the interior surface of the cylinder (21). 11. Antenne selon l'une quelconques des revendications précédentes, caractérisée en ce que les guides (25) sont disposés sur un support (26) de forme cylindrique concentrique avec le cylindre (21) à 30 ouverture rayonnante.  11. An antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that the guides (25) are arranged on a support (26) of cylindrical shape concentric with the cylinder (21) with radiating opening. 12. Antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le cylindre (21) à ouverture rayonnante et en matériau diélectrique d'épaisseur sensiblement constante, recouvert d'un couche métallique sauf à l'intérieur des hélices (23, 24) délimitant l'ouverture rayonnante.  12. Antenna according to any one of the preceding claims, characterized in that the cylinder (21) with radiant opening and in dielectric material of substantially constant thickness, covered with a metallic layer except inside the propellers (23, 24) delimiting the radiating opening. 13. Dispositif d'imagerie radar, caractérisé en ce qu'il comporte au 5 moins une antenne (1) selon l'une quelconque des revendications précédentes, les guides (25) étant reliés à des moyens (2) d'émission et de réception, ces derniers étant reliés à des moyens de traitement d'imagerie radar (3), le sujet à observer (10) étant balayé par les N faisceaux d'antennes (F1, F2, F3).  13. Radar imaging device, characterized in that it comprises at least one antenna (1) according to any one of the preceding claims, the guides (25) being connected to means (2) for transmitting and reception, the latter being connected to radar imagery processing means (3), the subject to be observed (10) being scanned by the N antenna beams (F1, F2, F3). 14. Dispositif selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'antenne (1) tourne autour du sujet à observer (10).  14. Device according to claim 13, characterized in that the antenna (1) rotates around the subject to be observed (10). 15. Dispositif selon la revendication 14, caractérisé en ce qu'il comporte au moins deux antennes (1) tournantes.  15. Device according to claim 14, characterized in that it comprises at least two antennas (1) rotating. 16. Dispositif selon la revendication 15, caractérisé en ce que les antennes (1) sont diamétralement opposées par rapport au sujet (10).  16. Device according to claim 15, characterized in that the antennas (1) are diametrically opposite with respect to the subject (10). 17. Dispositif selon la revendication 16, caractérisé en ce que les antennes tournent sensiblement sur 180 autour du sujet (10).  17. Device according to claim 16, characterized in that the antennas rotate substantially over 180 around the subject (10). 18. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 15 à 17, caractérisé en ce que les deux antennes (1) sont solidaires mécaniquement 25 d'un premier support (91) mobile en rotation par rapport à un deuxième support (92) sur lequel est placé le sujet (10).  18. Device according to any one of claims 15 to 17, characterized in that the two antennas (1) are mechanically integral with a first support (91) movable in rotation relative to a second support (92) on which is placed the subject (10). 19. Dispositif selon l'une quelconques des revendications 13 à 18, caractérisé en ce que les antennes sont disposées sensiblement verticales.  19. Device according to any one of claims 13 to 18, characterized in that the antennas are arranged substantially vertical. 20. Dispositif selon l'une quelconque des revendications 13 à 19, caractérisé en ce que le sujet est une personne.  20. Device according to any one of claims 13 to 19, characterized in that the subject is a person.