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GUID~ ~ k~eNTES RAYONNANTES NON IN~LINE:ES
A EXCIT~TION PAR MOTIF RAYONNANT
La présente inventicn se rapporte h un guide à fentes
rayonnantes non inclinée~ à excitation par motif rayonnant du
type comportant des fentes perpendiculaires à l'axe du guide,
découpées sur un petit côté du guide avec un espacement
5 sensiblement égal à une demi-longueur d'onde de fonctionnem0nt
dans le guide.
Les guides à fentes sont fréquemment utilisés comme
réseaux linéaire~ de sources rayonnantes dans des antennes
réseaux, par exemple en radar. Ils ont pour avantages un faible
10 coût et des pertes faibles. Pour obtenlr un rayonnement voisin
de la normale au guide et une bonne adaptation, il faut d'une
part une distance entre fentes successives voisine de ~g/2, où
~g est la longueur d'onde dans le guide, et d'autre part un
déphasage supplémentaire de 1~ entre deux fente~ consécutlves.
On peut remplir ces condltlons avec des fentes
disposées sur le grand côté d'un guide de section rectangulaire
ou sur le petlt côté. I,es fentes sur le grand côté ont plusieurs
inconvénient~ et notamment un pas important entre guide~
successlfs, ce qul limlte l'angle da balayage du fal~ceau dan~
un plan perpen~dlculaire aux guldes. On préfère dono utillser de~
fentes ~ur le petlt oôté des gulde~.
Sl le~l fentes sont perpendlculalres A l'axe du guide,
il n'y a pas couplage d'énergle entre les fentes et le gulde et
le rayonnement est nul.
Une premlère solutlon conslste donc a Incllner les
fentes alternatlvement d'un côté et de l'autre pour obtenir les
conditions nécessalres spéciflées précédemment. Cependant cette
solution à l'inconvénlent, du fait de l'inclinaison des fentes,
de rayonner une composante en polarisation croi~ée qui peut
atteindre des niveaux incompatibles avec un bon fonctionnement
de l'antenne utilisant ces guides.
Une autre solution connue consiste alors à utiliser
des fentes non inclinées (perpendiculaires à l'axe du guide) et
5 à les exciter au moyen d'un obstacle disposé dans le guide
(iris, tiges).
En particulier, le brevet américain US 4 435 715
(Hughes Aircraft) décrit un guide à fentes non inclinées dans
lequel l'excitatlon d'une fente est obtenu en dlsposant des
10 tiges conductrices de part et d'autre de la t`ente. Chaque tige
est disposée entre un bord de la fente et un des grands côtés
du guide. Cependant une telle solution a l'inconvénient d'être
coûteuse à réallser. En effet, il est nécessaire de fixer
Indlviduellement les tiges à l'lntérleur du gulde, par exemple
15 par soudure au baln.
L'invention a pour objet un guide à fentes remédiant à
ces inconvénients grâce à l'utilisation de motifs conducteurs
rayonnants plats (appelés "patch" dans la littérature
anglo-saxonne) pour exciter chaque fente.
Selon l'lnventlon, il est prévu un gulde Et fentes
rayonnantes non inclinées à excitation par motif rayonnant du
type comportant des fentes perpendlculaires à l'axe du guide
découpées sur un petit côté du gulde avec un espacement
sensiblement égal à une deml-longueur d'onde de fonotlonnement
25 dans le gulde, caractérlsé en ce que chaque fente e~t excltee
par l'lntermédlalre d'un rnotlf rayonnant dlsposé dnns le gulde à
proximlté de 1E~ fente, parallèlement audlt petlt côté, et
~ervant d'antenne de couplage avec l'énergie se propageant dans
le guide, ledit motif transmettant l'énergle captée à ladlte
30 fente associée par l'lntermédiaire d'une ligne de transmlssion
rellée audlt motlf.
L'lnventlon sera mleux comprlse et d'autres
caractérlstiques et avantages apparaîtront à l'aide de la
descrlption cl-après et des dessln~ ~olnts où:
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.
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- la figure 1 représente, vu en perspective, un guide à fentes
selon l'invention;
- la figure 2 représente le guide de la figure 1 vu de face,
côté fentes rayonnantes;
5 - les figures 3 et 4 montrent des variantes de réalisation du
guide à fentes selon l'invention.
Sur toutes les figures, les mêmes éléments sont
désignés par les mêmes numéros de réérence.
Les figures 1 et 2 représentent un guide d'ondes 1
10 comportant, decoupées sur le petit côté, des fentes rayonnantes
2, 3 non inclinées, c'est-à-dire perpendlculaires à l'axe du
gulde Ainsi qu'on l'a déjà mentionné, de tel1es fentes ne sont
normalement pas couplées à l'énergle se propageant dans le gulde
1 et ne rayonnent donc pas.
Selon l'invention, on prévolt, sur une plaquette
diélectrlque 4 flxée contre le petit côté portant les fentes,
des motifs rayonnants ("patch") 5, 7 servant d'antenne associés
chacun ~à une ligne de transmission de type microruban 6, 8
coupant transversalement les fentes assoclées. Les ensembles
20 p8tch-ligne microruban se répètent au même pas que les fentes,
c'est-à-dlre sensiblement A g/2 où ~ g est la longueur d'onde de
fonctlonnement dans le guide 1
Les motifs rayonnants 5, 7 servent d'antenne de
couplage avec l'énergie électromagnétlque se propngeant dans le
25 guide 1 ; l'energie prélev~e par un motlE 5, 7 a11mento In ligne
6, 8 qui lul est conneotée et c0110-ol vlent oxalter la fente
assoclée 2, 3 qul rayonne alors l'énergte qul lul est alnsi
transmlse .
Les motifs rayonnants 5, 7 et les llgnes 6, 8 sont
30 réallsé9 selon la technlque des clrcuits imprimés sur la face de
la plaquette 4 qui n'est pas en contact avec le petlt côté
portant les fentes. Ce petlt côté sert de plan de masse pour les
motlfs rayonnants 5, 7 et pour les llgne~ mlcrorubans 6, 8. La
plaquette 4 est flxée contre le petlt côté par exemple par
35 collage.
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Conune on le voit mieux sur la figure 2, les motifs
rayonnants ne sont pas placés en face des fentes de fa~on à ne
pas perturber le compor1:ement de celles-ci et le rayonnement
qu'elles fournissent. D'autre part, les lignes microrubans 6, 8
5 se prolongent d'une longueur sensiblement égale à ~g/4 au-delà
de la fente sssociée, ce qui ramène sensiblement un
court - circuit au niveau de la fente .
Comme on l'a déjà indiqué plus haut, les fentes sont
espacées sensiblement de 1~ g/2 et il est nécessalre de fournlr un
10 déphasage addltlonnel de 1T entre deux fentes consécutives. Ce
déphasage est obtenu en prélevant l'énergie alternativement d'un
côté et de l'autre du motif correspondant et, par suite, en
excitant les fentes 2, 3 alternativement à une extrémlté 2' et à
l'autre 3" (Flgure 2). La fente sulvant la fente 3 serait alnsl
excltée à son extrémlté située du côté de l'extrémité 2'.
Sur les figures, on a représenté des motlfs rayonnants
clrculaire~. Mals on pourralt cholslr toute autre forme
géométrlque telle que carré, rectangle ou triangle.
La valeur du couplage du motif rayonnant avec l'onde
20 propagée dans le gulde peut être réglée par le dlamètre du motif
(ou ses dimenslons dans le cas de formes autres que clrculaira).
Une autre façon de régler le coefflclent de couplage
de la fente est de modlfler la posltlon du polnt de connexion de
la ligne microruban sur le motlf. En effet, le couplage est
25 théorlquement nul pour un polnt sltué dans In plan m~dlan du
gulde et croît 3usqu'à Utl mnxlmum lorsque le polnt de connexlon
s'élolgne vers les polnts ~ltués dans le plan médlan du motlf
parallèle aux fentes, c'est-a-dlre s'éloigne vers les grands
côtés du gulde.
I,a flgure 3 représente une varlante dans laquelle le
malntlen en positlon de la plaquette 4 est obtenu en donnant à
celle-ol une largeur légèrement supérleure à la largeur interne
du petlt côté portant les fentes. On prévolt en outre deux
ralnures 40, 41 dans les grands côtés du gulde 1, adJacentes au
35 petlt côté portant les fentes. La plaquette 4 est ensuite
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glissée dans les rainures 40, 41 où elle est ainsi maintenue en
position. Une fixation et une butée quelconque permettent de
centrer correctement les ensembles motif-ligne microruban sur
les fentes associées.
La figure 4, similaire à la figure 2, représente une
autre variante de réalisation dan~ laquelle la ligne microruban
6', 8' est reliée électriquement à un bord longitudinal de la
Pente 2, 3. Cela peut être réallsé par exemple par
l'intermédiaire d'un trou métallisé 6", 8" à travers la
lO plaquette diélectrique. Dans ce cas, la ligne microruban n'a pas
besoin de se prolonger au-delà du trou métallisé.
Blen entendu, les exemples de réalisation decrits ne
sont nullement limltatifs de l'invention.
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