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CA 02869648 2014-11-04
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Répartiteur de puissance compact bipolarisation, réseau de plusieurs
répartiteurs, élément rayonnant compact et antenne plane comportant
un tel répartiteur
La présente invention concerne un répartiteur de puissance planaire
compact bipolarisation, un réseau de plusieurs répartiteurs, un élément
rayonnant compact et une antenne plane comportant un tel répartiteur. Elle
s'applique au domaine des antennes multifaisceaux à réseau focal
Io fonctionnant dans des bandes de fréquences basses et plus
particulièrement
au domaine des télécommunications en bande C, en bande L, en bande S.
Elle s'applique aussi aux éléments rayonnants pour antennes réseaux,
notamment en bande X ou en bande Ka, ainsi que pour une antenne spatiale
de couverture globale, notamment en bande C.
Pour ces différentes applications, les éléments rayonnants doivent
pouvoir être excités de manière compacte en simple ou en double
polarisation, fonctionner pour des fortes puissances RF, et avoir une bande
passante compatible avec l'application visée. En outre, les éléments
rayonnants utilisés dans les antennes multifaisceaux à réseau focal
fonctionnant dans des bandes de fréquences basses doivent présenter une
forte efficacité de surface, un faible encombrement, une faible masse. Les
éléments rayonnants pour antennes réseaux présentent un objectif
d'intégration qui nécessite de disposer d'un répartiteur très compact.
Pour les missions de forte puissance en basses fréquences, les
éléments rayonnants utilisés sont généralement des cornets métalliques.
Cependant ces cornets sont très volumineux et présentent une masse
importante.
Une solution alternative au cornet métallique est décrite dans le
document FR 2959611. Cette solution concerne un élément rayonnant
compact constitué d'un empilement de deux cavités Fabry-Perot qui permet
de réduire la hauteur de l'élément rayonnant de 50% par rapport à un cornet
métallique compact. Cependant cet élément rayonnant est limité à un
diamètre d'ouverture inférieur à 2,5A, où A représente la longueur d'onde
centrale, dans le vide, de la bande de fréquence d'utilisation.
Les antennes planes comportant des éléments rayonnants de type
micro-ruban permettent de distribuer efficacement les signaux RF sur une
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ouverture rayonnante. Par l'association de cavités métalliques, d'un
empilement constitué d'un espaceur et d'un substrat diélectrique de faible
épaisseur, et de circuits micro-ruban, il est possible d'obtenir des éléments
planaires à faibles pertes. Cependant ces antennes sont limitées en
puissance.
Les antennes planes d'ouvertures supérieures à 10 A comportent
généralement un répartiteur en technologie guides d'onde pour acheminer le
signal RF sur des grandes longueurs et un répartiteur en technologie micro-
ruban pour distribuer localement le signal RF à des éléments rayonnants.
to Les signaux RF sont divisés à l'intérieur du répartiteur en technologie
guides
d'onde, et la puissance en sortie de ce répartiteur est souvent réduite,
permettant ainsi de finaliser la distribution du signal aux éléments
rayonnants
par un répartiteur en technologie micro-ruban. Cependant, lorsque la surface
rayonnante est très petite, par exemple de l'ordre de quelques longueurs
d'onde, cette hybridation des technologies guides d'onde et micro-ruban peut
ne pas être possible. En effet, le premier répartiteur en technologie guides
d'onde est trop encombrant et ne permet pas la distribution de l'énergie
rayonnante sur une très petite surface.
Le but de l'invention est de résoudre les problèmes des solutions
existantes et de proposer une solution alternative aux éléments rayonnants
existants, ayant un diamètre d'ouverture rayonnante de taille moyenne
comprise entre 2,5A et 5A, comportant une forte efficacité de surface, de
faibles pertes et étant compatible des applications de forte puissance.
Pour cela, l'invention consiste à segmenter une ouverture rayonnante
en plusieurs parties, chaque partie, dont la taille varie entre 1,5A et 2,5A,
comportant un élément rayonnant planaire de type connu, puis à mettre les
éléments rayonnants en réseau en utilisant un nouveau répartiteur de
puissance planaire compact fonctionnant en bipolarisation.
A cet effet, l'invention concerne un répartiteur de puissance planaire
compact bipolarisation comportant au moins quatre transducteurs destinés à
être couplés en phase à une source d'alimentation à double polarisation
orthogonale, les quatre transducteurs étant reliés en réseau par
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l'intermédiaire de deux distributeurs de puissance dédiés à chaque
polarisation, les deux
distributeurs étant montés parallèlement à un plan XY et orientés
perpendiculairement l'un par
rapport à l'autre. Chaque transducteur est un transducteur ortho-mode
asymétrique OMT
comportant deux ports d'accès situés dans le plan XY et orientés
orthogonalement entre eux et
une ouverture rayonnante débouchant perpendiculairement au plan XY, chaque
distributeur de
puissance comportant au moins deux branches latérales disposées parallèlement
entre elles,
quatre extrémités des au moins deux branches latérales étant respectivement
couplées dans le
plan XY aux ports d'accès respectifs des quatre OMT asymétriques, et une
branche latérale et
transversale étant constituée de guides d'onde métalliques, la branche
transversale de chaque
distributeur étant couplée à un port d'alimentation destiné à être relié à la
source d'alimentation.
Selon un mode de réalisation de l'invention, chaque guide d'onde du
répartiteur comporte une
section rectangulaire délimitée par quatre parois périphériques opposées deux
à deux de largeurs
différentes, et les guides d'ondes des branches transversales et des branches
latérales sont
montés à plat sur l'une de leur paroi périphérique de plus grande largeur
parallèle au plan XY.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention, chaque guide d'onde du
répartiteur comporte
une section rectangulaire délimitée par quatre parois périphériques opposées
deux à deux de
largeurs différentes, les guides d'onde des branches transversales sont montés
sur l'une de leur
.. paroi périphérique de plus petite largeur de façon que leurs parois
périphériques de plus grande
largeur soient perpendiculaires au plan XY, et les guides d'onde des branches
latérales sont
montés à plat avec leurs deux parois périphériques de plus grande largeur
parallèles au plan XY.
Selon un autre mode de réalisation de l'invention chaque guide d'onde du
répartiteur comporte
une section rectangulaire délimitée par quatre parois périphériques opposées
deux à deux de
largeurs différentes, les guides d'onde des branches transversales et les
guides d'onde des
branches latérales sont montés sur l'une de leur paroi périphérique de plus
petite
Date Reçue/Date Received 2021-03-12
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largeur de façon que leurs parois périphériques de plus grande largeur soient
perpendiculaires au plan XY.
Avantageusement, le port d'alimentation peut comporter une fente de
couplage aménagée dans une paroi des guides d'onde des branches
transversales des deux distributeurs.
Alternativement, le port d'alimentation peut être un port d'accès d'un
cinquième OMT symétrique ou asymétrique disposé dans une zone de
Io recouvrement des branches transversales du répartiteur de puissance.
Avantageusement, les deux distributeurs de puissance peuvent être
disposés parallèlement au plan XY et leurs branches transversales se croiser
dans une zone de recouvrement et être couplées entre elles par un coupleur
enté.
Alternativement, les deux distributeurs de puissance peuvent être
disposés parallèlement au plan XY et leurs branches transversales peuvent
se superposer dans une zone de recouvrement et être couplées entre elles
par un coupleur en té dans un plan E.
Avantageusement, les guides d'onde des deux branches
transversales peuvent avoir une épaisseur P amincie dans la zone de
recouvrement.
Selon un mode de réalisation, les deux branches latérales et les
quatre branches transversales des deux distributeurs de puissance peuvent
être montées sur deux étages distincts, respectivement inférieur et supérieur,
parallèles au plan XY, et être couplées entre elles par des coupleurs en té
dans le plan E par l'intermédiaire de fentes de couplage aménagées dans
une paroi supérieure des guides d'onde des branches transversales et de
fentes de couplage correspondantes aménagées dans une paroi inférieure
des guides d'onde des branches latérales.
Selon un mode de réalisation, le guide d'onde de chaque branche
transversale peut être constitué de deux tronçons de guide d'onde situés de
part et d'autre d'une ouverture centrale destinée à l'alimentation et décalés
linéairement l'un par rapport à l'autre dans une direction perpendiculaire à
la
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branche transversale correspondante, et les fentes de couplage aménagées
dans la paroi supérieure du guide d'onde de chaque branche transversale,
peuvent être alignées et disposées sur deux bords opposés de ladite paroi
supérieure, les deux branches transversales présentant alors une symétrie
5 de révolution autour d'un axe central du répartiteur de puissance.
Selon un mode de réalisation, les deux distributeurs de puissance
peuvent être disposés dans un même plan H parallèle au plan XY, leurs
branches transversales peuvent se croiser dans une zone de recouvrement
Io et être couplées entre elles par un coupleur en té dans un plan H, et
les
guides d'onde des branches transversales être couplés avec les guides
d'onde des branches latérales par des coupleurs en té dans le plan E.
Avantageusement, selon un mode de réalisation, au niveau des
coupleurs en té dans le plan E, les guides d'onde des branches
transversales peuvent être encastrés dans les guides d'onde correspondants
des branches latérales.
Avantageusement, selon un mode de réalisation, les deux
distributeurs de puissance peuvent comporter deux branches transversales
indépendantes superposées l'une au-dessus de l'autre, l'une des parois de
plus petite largeur du guide d'onde de chaque branche transversale
comportant une encoche respective, les deux encoches respectives des
deux distributeurs étant en butée l'une sur l'autre.
Selon un mode de réalisation, les quatre extrémités des deux
branches latérales des deux distributeurs peuvent être courbées et repliées
sur la paroi supérieure des guides latéraux correspondants et être
respectivement couplées aux ports d'accès des quatre OMT asymétriques
par l'extérieur du répartiteur de puissance, les deux distributeurs étant
superposés l'un au-dessus de l'autre et orientés perpendiculairement l'un par
rapport à l'autre.
Selon un mode de réalisation, les branches transversales des deux
distributeurs peuvent être montées dans deux plans distincts parallèles au
plan XY et situés de part et d'autre du plan XY dans lequel sont disposées
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les branches latérales des deux distributeurs et couplées aux branches
latérales du distributeur correspondant par un coupleur en té dans le plan E.
L'invention concerne aussi un réseau de plusieurs répartiteurs de
.. puissance comportant un niveau supérieur comportant quatre répartiteurs de
puissance identiques couplés en réseau, et un niveau inférieur comportant
un cinquième répartiteur de puissance, le cinquième répartiteur de puissance
du niveau inférieur comportant un port d'alimentation aménagé dans une
zone centrale qui alimente en phase les quatre répartiteurs de puissance du
w niveau supérieur.
L'invention concerne également un élément rayonnant compact
comportant un répartiteur de puissance et au moins quatre sources
rayonnantes élémentaires reliées en réseau par le répartiteur de puissance,
chaque source rayonnante élémentaire ayant un port d'accès couplé à
l'ouverture rayonnante d'un OMT asymétrique respectif du répartiteur de
puissance.
Avantageusement, l'élément rayonnant compact peut comporter cinq
sources rayonnantes élémentaires reliées en réseau par le répartiteur de
puissance, la cinquième source rayonnante élémentaire étant disposée dans
une ouverture aménagée dans une paroi supérieure des guides d'onde, dans
le prolongement des ports d'alimentation du répartiteur, et étant destinée à
être directement connectée à la source d'alimentation du répartiteur.
Avantageusement, chaque source rayonnante élémentaire peut
comporter deux cavités Fabry-Perot, respectivement inférieure et supérieure,
concentriques et empilées.
Avantageusement, chaque cavité Fabry-Perot, respectivement
inférieure et supérieure peut avoir une section transversale de forme carrée.
Avantageusement, les cavités supérieures de toutes les sources
rayonnantes élémentaires reliées en réseau par le répartiteur de puissance
peuvent être réunies ensembles en supprimant toute paroi interne, et former
une unique cavité commune à toutes les sources rayonnantes élémentaires.
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Selon un mode de réalisation, l'élément rayonnant compact, peut
comporter un réseau de plusieurs répartiteurs de puissance et au moins
seize sources rayonnantes couplées au réseau de répartiteurs.
L'invention concerne enfin une antenne plane, comportant au moins
un élément rayonnant compact incluant un répartiteur de puissance.
D'autres particularités et avantages de l'invention apparaîtront
clairement dans la suite de la description donnée à titre d'exemple purement
Io illustratif et
non limitatif, en référence aux dessins schématiques annexés qui
représentent :
figure la: un schéma en perspective d'un premier exemple
d'OMT asymétrique pouvant être utilisé dans un répartiteur
compact, selon l'invention ;
figure lb: un schéma en perspective d'un deuxième exemple
d'OMT asymétrique pouvant être utilisé dans un répartiteur
compact, selon l'invention ;
figure lc : un schéma en perspective d'un troisième exemple
d'OMT asymétrique pouvant être utilisé dans un répartiteur
compact, selon l'invention ;
figure 2: un schéma en perspective d'un premier exemple de
répartiteur planaire compact bipolarisation avec coupleur en
té dans le plan H entre la branche centrale et les branches
transversales, dans lequel les branches transversales se
croisent, selon un premier mode de réalisation de l'invention ;
figure 3: un schéma en perspective d'un exemple de
distributeur, selon le premier mode de réalisation de
l'invention;
figures 4a et 4b: une vue de dessous et une vue de dessus
d'un deuxième exemple de répartiteur planaire compact avec
coupleur en té dans le plan H, dans lequel les branches
transversales se superposent, selon un deuxième mode de
réalisation de l'invention ;
figures 5a et 5b: deux schémas en perspective, illustrant
deux étages d'un troisième exemple de répartiteur planaire
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compact avec coupleur en té dans le plan E entre les
branches latérales et transversales, selon un troisième mode
de réalisation de l'invention ;
figures 6a, 6b et 6c: trois schémas en perspective illustrant
respectivement un étage inférieur, deux étages superposés
sans les OMT asymétriques, deux étages superposés avec
les OMT asymétriques, d'un quatrième exemple de répartiteur
planaire compact avec coupleur en té dans le plan E et
invariant par rotation, selon un quatrième mode de réalisation
io de l'invention ;
figures 7a et 7b: une vue de dessus et une vue de dessous
illustrant un cinquième exemple de répartiteur planaire
compact avec coupleur en té dans le plan E entre les
branches latérales et transversales, les branches
transversales des deux distributeurs étant disposées de part
et d'autre du plan contenant les branches latérales, selon un
cinquième mode de réalisation de l'invention ;
figures 7c et 7d: une vue de dessus des quatre branches
latérales des deux distributeurs couplées aux quatre OMT
asymétriques et respectivement une vue de dessous d'une
branche transversale d'un distributeur, selon le cinquième
mode de réalisation de l'invention ;
figure 8a: une vue en perspective d'un sixième exemple de
répartiteur planaire compact avec coupleur en té dans le plan
E entre les branches latérales et transversales, les guides
d'onde des branches transversales étant montés sur leur
tranche de façon que leur face de plus grande largeur soit
perpendiculaire au plan XY, selon un sixième mode de
réalisation de l'invention ;
figure 8b: une vue de détail de la jonction entre les branches
latérales et la branche transversale au niveau du coupleur en
té dans le plan E correspondant au sixième exemple de
réalisation de la figure 8a, selon l'invention ;
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figures 8c et 8d : deux vues, respectivement de dessous et de
côté, du répartiteur planaire compact, selon le sixième mode
de réalisation de l'invention ;
figure 8e: une vue éclatée de détail des tronçons de guide
d'onde destinés au réglage du déphasage de l'alimentation de
la cinquième source rayonnante centrale, selon l'invention ;
figure 9a: un schéma en perspective d'un septième exemple
de répartiteur planaire compact avec coupleur en té dans le
plan E entre les branches latérales et transversales, les
guides d'onde des branches transversales et les guides
d'onde des branches latérales étant montés sur leur tranche
de façon que leur face de plus grande largeur soit
perpendiculaire au plan XY, les OMT étant omis, selon un
septième mode de réalisation de l'invention ;
figure 9b: une vue en perspective d'un huitième exemple de
répartiteur planaire compact dans lequel les guides d'onde
des branches transversales sont montés sur la tranche, les
branches transversales des deux distributeurs étant
indépendantes et munies d'une encoche respective, selon un
huitième mode de réalisation de l'invention ;
figure 9c: une vue de face d'un distributeur du répartiteur de
la figure 9b;
figures 10a et 10b: une vue de dessus d'un distributeur et
respectivement d'un neuvième exemple de répartiteur
planaire compact avec coupleur en té dans le plan H, les
deux distributeurs étant superposés et comportant des
extrémités courbées et repliées, les OMT asymétriques étant
alimentés par leurs ports d'accès orientés vers l'extérieur du
répartiteur, selon un neuvième mode de réalisation de
l'invention ;
figures 11a et 11 b: deux vues en perspective de deux
exemples d'élément rayonnant comportant un répartiteur
compact selon n'importe quel mode de réalisation de
l'invention ;
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figures 12a et 12b: respectivement une vue en coupe
transversale et une vue de dessus, d'un exemple de source
rayonnante constituée de cavités Fabry-Perot empilées, selon
l'invention ;
5 figure 13: une
vue schématique éclatée d'un exemple de
réseau de plusieurs répartiteurs de puissance, selon
l'invention.
Selon l'invention le répartiteur de puissance planaire compact
Io bipolarisation
comporte au moins quatre transducteurs ortho-modes OMT
asymétriques 10 reliés en réseau et destinés à être couplés en phase à une
source d'alimentation fonctionnant dans deux polarisations orthogonales par
l'intermédiaire de deux distributeurs de puissance 16, 17 montés
parallèlement à un même plan XY et orientés perpendiculairement l'un par
rapport à l'autre. Chaque OMT asymétrique 10 comporte deux ports d'accès
12, 13 situés dans un même plan XY et orientés orthogonalement entre eux
et une ouverture rayonnante 11 débouchant perpendiculairement au plan XY.
Les deux ports d'accès sont destinés à être alimentés par deux polarisations
orthogonales. Avantageusement, les deux distributeurs sont identiques.
Chaque distributeur de puissance 16, 17 comporte au moins deux branches
latérales 16a, 16b, 17a, 17b disposées parallèlement entre elles et une
branche transversale 16c, 17c couplée perpendiculairement aux deux
branches latérales. Les deux distributeurs de puissance 16, 17 étant orientés
perpendiculairement l'un par rapport à l'autre, les deux branches
transversales 16c, 17c des deux distributeurs 16, 17 sont perpendiculaires
entre elles et se rencontrent dans une zone de recouvrement 20 dans
laquelle les deux branches transversales peuvent se croiser ou se
superposer. La zone de recouvrement est ainsi située dans une zone
centrale du répartiteur de puissance alors que les quatre OMT asymétriques
10 sont situés dans une zone périphérique du répartiteur de puissance, les
deux ports d'accès de chaque OMT asymétrique étant respectivement
couplés dans le plan XY aux deux distributeurs. Ainsi, chaque OMT
asymétrique a ses deux ports d'accès respectivement couplés dans le plan
XY à une extrémité d'une branche latérale de chacun des deux distributeurs.
Tous les ports d'accès des quatre OMT asymétriques sont donc situés dans
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le plan XY et dans le prolongement des extrémités respectives des branches
latérales des deux distributeurs, ce qui permet d'obtenir un répartiteur de
puissance planaire particulièrement compact. Les branches latérales et
transversales des deux distributeurs 16, 17 comportent des guides d'onde
métalliques, respectivement latéraux et transversaux, par exemple à section
rectangulaire, couplés entre eux. Selon différents modes de réalisation de
l'invention, les guides d'onde métalliques peuvent être montés à plat avec
leur paroi de plus grande largeur, appelée grand côté du guide d'onde,
parallèle au plan XY ou sur leur tranche, appelée aussi petit côté du guide
d'onde, avec leur paroi de plus grande largeur perpendiculaire au plan XY.
Selon les différents modes de réalisation de l'invention, le couplage entre
les
différents guides d'onde peut être réalisé par un coupleur en té dans le plan
H ou dans le plan E.
Par définition, un coupleur en té est une jonction en forme de té entre
un guide d'onde d'entrée muni d'un accès d'entrée et deux guides d'onde de
sortie latéraux muni chacun d'un accès de sortie. Un coupleur en té dans le
plan H est un coupleur en té dans lequel les deux accès de sortie s'étendent
dans un plan parallèle au champ magnétique H dans le guide d'onde
d'entrée. Un coupleur en té dans le plan E est un coupleur en té pour lequel
les deux accès de sortie s'étendent dans un plan parallèle au champ
électrique E dans le guide d'onde d'entrée. Ainsi, lorsque le guide d'onde
d'entrée est monté à plat, sur sa paroi de plus grande largeur, les deux
guides d'onde de sortie d'un coupleur dans le plan H sont parallèles au plan
XY et les deux guides d'onde de sortie d'un coupleur dans le plan E sont
perpendiculaires au plan XY. En revanche, lorsque le guide d'onde d'entrée
est monté sur la tranche, c'est-à-dire sur sa paroi de plus petite largeur,
les
deux guides d'onde de sortie d'un coupleur dans le plan E sont parallèles au
plan XY.
Les quatre extrémités des deux branches latérales 16a, 16b, 17a, 17b
de chaque distributeur constituent quatre ports d'accès du distributeur
correspondant. Les quatre ports d'accès de chaque distributeur sont
respectivement couplés à un premier port d'accès 12, respectivement à un
deuxième port d'accès 13, des quatre OMT asymétriques 10. Les quatre
OMT asymétriques 10 reliés en réseau sont ainsi disposés aux quatre coins
d'une maille carrée ou rectangulaire planaire délimitée par les quatre
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branches latérales des deux distributeurs et comportent chacun deux ports
d'accès 12, 13 orientés perpendiculairement entre eux, respectivement
connectés aux deux distributeurs 16, 17 et destinés à être respectivement
alimentés par deux polarisations orthogonales. Les polarisations peuvent
être linéaires ou circulaires. Chaque distributeur du répartiteur de puissance
comporte un port d'entrée d'excitation destiné à être relié à la source
d'alimentation et couplé aux branches transversales 16c, 17c de chaque
distributeur 16, 17, par exemple au niveau de la zone de recouvrement. Ce
port d'entrée d'excitation peut comporter une fente de couplage 21, 22
io respectivement reliée à un port d'alimentation 1, 2, le port
d'alimentation
pouvant être un port d'accès d'un OMT symétrique ou asymétrique disposé
dans la zone de recouvrement 20 du répartiteur de puissance.
Les figures la et lb représentent deux exemples de réalisation d'un
OMT asymétrique compact selon l'invention. L'OMT asymétrique 10
comporte une jonction en croix comportant quatre ports diamétralement
opposés deux à deux situés dans un même plan XY et une ouverture
rayonnante 11 placée au-dessus de la jonction en croix, perpendiculairement
au plan XY. Deux premiers ports de la jonction en croix sont connectés à des
stubs 14, 15 court-circuités. Deux seconds ports 12 et 13 opposés à chaque
zo stub 14, 15 sont des ports d'accès fonctionnant selon deux polarisations
orthogonales. La longueur S1 de chaque stub 14, 15 est réglée pour réfléchir
les ondes en opposition de phase par rapport aux ondes incidentes qui
alimentent le port d'accès 12, 13 opposé. Les deux ports d'accès 12 et 13
couplent respectivement deux polarisations orthogonales vers l'ouverture
rayonnante 11. Pour minimiser le couplage entre les deux ports d'accès 12 et
13 sur une bande de fréquence prédéterminée, la largeur S2 des stubs 14,
15 peut être réglée de sorte que l'impédance ramenée par le stub au niveau
de l'ouverture et combinée à celle d'un ou de plusieurs iris 6 ait une valeur
proche de l'impédance caractéristique d'un accès alimenté. Comme
représenté sur la figure lb, une pyramide métallique 5 peut aussi être
insérée sur le plan inférieur de l'OMT pour favoriser le couplage vers
l'ouverture rayonnante 11. En outre, comme représenté sur la figure lb,
l'ouverture rayonnante 11 peut être décalée par rapport au centre et selon
deux directions parallèles aux axes de symétries de la jonction en croix
respectivement d'une distance dl, d2, pour compenser l'asymétrie des ports
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d'accès 12, 13. Il est ainsi possible de réaliser un découplage de 20dB entre
les deux ports d'accès 12 et 13 sur une bande passante de 10% par rapport
à la fréquence centrale de fonctionnement de l'OMT.
La figure 1 c représente un troisième exemple d'OMT asymétrique
compact selon l'invention. Contrairement aux deux exemples d'OMT
asymétriques représentés sur les figures la et lb, selon ce troisième
exemple, l'OMT asymétrique comporte un guide d'onde principal ayant un
axe longitudinal parallèle à l'axe Z et deux branches transversales
orthogonales entre elles et couplées au guide d'onde principal par
Io l'intermédiaire de fentes de couplage. Les fentes de couplage sont
aménagées dans les parois du guide d'onde principal de façon à être
orientées parallèlement à l'axe longitudinal. Le guide d'onde principal
comporte une extrémité munie d'une ouverture rayonnante 11 destinée à
être reliée à une source rayonnante telle qu'un cornet ou une source à cavité
Fabry-Perot, et les deux branches transversales constituent deux ports
d'accès orthogonaux 12, 13 de l'OMT auxquels peuvent être reliés les guides
d'onde des branches latérales 16a, 16b, 17a, 17b du répartiteur de
puissance selon l'invention. Cependant, les fentes de couplage étant
orientées parallèlement à l'axe Z, les branches transversales de l'OMT et les
zo ports d'accès de l'OMT sont également orientés parallèlement à l'axe Z.
Cette orientation des ports d'accès de l'OMT permet alors de monter les
guides d'onde latéraux du répartiteur de puissance sur leur tranche, c'est-à-
dire sur l'une de leur paroi périphérique de plus petite largeur, de façon que
leurs parois périphériques de plus grande largeur soient perpendiculaires au
plan XY.
Comme décrit plus loin en liaison avec les figures lia et 11b, les
quatre OMT asymétriques 10 disposés aux quatre coins de la maille formée
par les quatre branches latérales des deux distributeurs auxquels les quatre
OMT sont couplés, peuvent alors être respectivement associés à quatre
sources rayonnantes respectivement couplées aux quatre ouvertures
rayonnantes 11 des quatre OMT asymétriques 10 pour les alimenter en
phase et en double polarisation linéaire ou circulaire. L'ensemble constitue
alors un élément rayonnant compact dont la dimension peut être ajustée en
fonction des besoins par réglage de la longueur des guides d'onde du
répartiteur de puissance. Les quatre sources rayonnantes en réseau peuvent
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être des cornets métalliques, ou des éléments à cavités Fabry-Perot
empilées ou des sources rayonnantes planaires si la puissance délivrée par
chaque OMT asymétrique 10 le permet. Cela permet d'obtenir une large
ouverture rayonnante à forte efficacité de surface et à faibles pertes, ce qui
est indispensable pour maximiser le gain et limiter le niveau des lobes
secondaires de l'antenne correspondante.
Selon un premier mode de réalisation de l'invention, les deux
distributeurs 16, 17 sont identiques et montés perpendiculairement l'un par
Io rapport à l'autre dans un même plan XY, parallèle à la direction de
propagation des ondes guidées, et leurs branches transversales respectives
16c, 17c se croisent dans la zone de recouvrement. Les guides d'onde
latéraux et transversaux sont tous montés à plat avec leur paroi périphérique
de plus grande largeur parallèle au plan XY et les connexions entre chaque
guide d'onde latéral et le guide d'onde transversal des branches latérales et
transversale de chaque distributeur sont réalisées par des coupleurs en té
dans le plan H. L'alimentation de chaque distributeur 16, 17 peut être
réalisée par exemple par deux ports d'alimentation différents reliés à une
source d'alimentation fonctionnant dans deux polarisations orthogonales, les
deux ports d'alimentation étant respectivement couplés au distributeur par
une fente de couplage 21, 22 respective, disposée dans la paroi du guide
d'onde transversal 16c, 17c correspondant et parallèlement au plan XY. Les
deux fentes de couplage 21, 22 peuvent être aménagées dans une paroi
inférieure ou dans une paroi supérieure du guide d'onde transversal 16c, 17c
correspondant, comme représenté sur la figure 2. Alternativement,
l'alimentation de chaque distributeur 16, 17 peut aussi être réalisée par un
OMT symétrique à quatre ports d'accès placé dans la zone de recouvrement
20 des deux branches transversales des deux distributeurs 16, 17. Pour que
les fentes d'excitation des quatre OMT asymétriques 10 correspondant aux
mêmes polarisations soient excitées en phase et obtenir une excitation
cohérente des quatre sources rayonnantes en réseau, non représentées sur
la figure 2, associées aux quatre OMT asymétriques 10, il est nécessaire,
dans le cas des figures 2 et 3 où la jonction entre les branches latérales et
transversales est réalisée par un coupleur en té dans le plan H, d'ajouter un
stub, ayant une longueur égale à une demi-longueur d'onde guidée, sur l'un
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des tronçons de chaque guide d'onde transversal. En tenant compte de la
longueur supplémentaire apportée par le stub, ce répartiteur permet d'exciter
des sources rayonnantes séparées d'environ 2A et donc de réaliser un
élément rayonnant de l'ordre de 4A. Cependant, ce répartiteur est
5 dissymétrique, ce
qui est préjudiciable aux performances de l'élément
rayonnant en raison d'un risque d'engendrer un couplage entre les ports
d'accès ayant des polarisations différentes et d'engendrer des excitations de
polarisations croisées.
io Selon un deuxième
mode de réalisation de l'invention représenté sur
les figures 4a et 4b, les deux distributeurs 16, 17 sont montés
perpendiculairement l'un par rapport à l'autre dans le même plan XY mais,
dans la zone de recouvrement, leurs branches transversales 16c, 17c
respectives se superposent l'une au-dessus de l'autre. La superposition peut
15 être réalisée
soit par une courbure des branches transversales, soit par une
réduction progressive de leur section comme le montre la figure 4b. Ainsi, sur
la vue de dessous de la figure 4a et la vue de dessus de la figure 4b, la
branche transversale 16c du distributeur 16 passe en dessous de la branche
transversale 17c du distributeur 17. La branche transversale 16c, 17c de
chaque distributeur est couplée à un port d'entrée respectif 1, 2 aménagé
dans la paroi inférieure de chaque guide d'onde transversal 16c, 17c
correspondant, les deux ports d'entrée 1, 2 des deux branches transversales
étant à polarisations orthogonales. Les deux branches transversales des
deux distributeurs 16, 17 ne se croisent donc pas, ce qui permet de réduire le
couplage entre les deux ports d'entrée 1, 2 des deux distributeurs 16, 17. Les
connexions entre chaque guide d'onde latéral et le guide d'onde transversal
des branches latérales et transversale de chaque distributeur sont réalisées
par des coupleurs en té dans le plan H. Pour permettre la superposition des
guides d'onde, les guides d'onde des branches transversales 16c, 17c ont
une épaisseur amincie dans la zone de recouvrement de façon que
l'épaisseur totale des deux guides d'onde transversaux dans la zone de
recouvrement corresponde à l'épaisseur normale P d'un seul guide d'onde.
Selon un troisième mode de réalisation de l'invention, les connexions
entre chaque branche latérale 16a, 16b, 17a, 17b et la branche transversale
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16
16c, 17c de chaque distributeur 16, 17 sont réalisées par des coupleurs en té
dans le plan E. Dans ce cas, comme représenté par exemple sur les figures
5a et 5b, les deux guides d'onde transversaux 16c, 17c des deux
distributeurs et les quatre guides d'ondes latéraux 16a, 16b, 17a, 17b sont
montés sur deux étages distincts parallèles au plan XY. Par exemple l'étage
inférieur peut être constitué des deux guides d'ondes transversaux 16c, 17c
qui se croisent dans le plan H et l'étage supérieur peut être constitué des
quatre guides d'ondes latéraux 16a, 16b, 17a, 17b couplés aux quatre OMT
montés aux quatre coins de la maille carrée. Dans ce cas, les couplages
io dans le plan E, entre chaque guide d'onde transversal et les deux guides
d'onde latéraux d'un même distributeur sont réalisés par deux fentes de
couplage respectives 23a, 23b, 24a, 24b aménagées dans la paroi
supérieure, aux deux extrémités du guide d'onde transversal et par deux
fentes correspondantes 25a, 25b, 26a, 26b aménagées au centre de la paroi
inférieure de chaque guide d'onde latéral du distributeur. Les deux fentes de
couplage 21, 22 pour l'alimentation de chaque distributeur par deux
polarisations orthogonales sont situées dans la zone de croisement des deux
branches transversales 16c, 17c, et peuvent être soit des fentes aménagées
dans la paroi inférieure des guides d'onde transversaux soit un cinquième
OMT asymétrique placé dans la zone de croisement. Les couplages entre les
branches latérales et la branche transversale de chaque distributeur étant
dans le plan E, les deux tronçons de chaque guide d'onde transversal placés
de part et d'autre de la zone de croisement des guides d'onde transversaux
sont alimentés en phase. Cela permet d'exciter les quatre OMT asymétriques
10 en phase, sans qu'il soit nécessaire d'ajouter un stub sur les branches
transversales des distributeurs, et d'améliorer ainsi la compacité de
l'élément
rayonnant obtenu. En outre, chaque distributeur est alors symétrique par
rapport à la disposition des quatre OMT asymétriques 10, ce qui permet
d'améliorer la bande passante de l'élément rayonnant obtenu. Cependant
pour exciter les guides d'onde latéraux de façon symétrique, il est nécessaire
que les fentes de couplage aménagées dans chaque guide d'onde latéral et
dans chaque guide d'onde transversal soient placées de façon dissymétrique
par rapport au guide d'onde correspondant. En particulier, sur les figures 5a
et 5b, les fentes de couplage 23a, 23b, 24a, 24b sont disposées au bord des
guides d'onde transversaux et les fentes de couplage 25a, 25b, 26a, 26b
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17
sont placées au bord des guides d'onde latéraux et non pas au centre. Il en
résulte donc, comme dans le premier mode de réalisation de l'invention, une
dissymétrie du répartiteur de puissance ce qui risque d'engendrer des
couplages entre les ports d'accès des OMT asymétriques 10 fonctionnant
dans des polarisations différentes et d'engendrer une excitation des
polarisations croisées.
Selon un quatrième mode de réalisation de l'invention représenté sur
les figures 6a, 6b, 6c, les connexions entre chaque guide d'onde latéral et le
io guide d'onde transversal de chaque distributeur sont réalisées par des
coupleurs en té dans le plan E comme dans les figures 5a et 5b, mais le
schéma de l'étage inférieur représenté sur la figure 6a montre que les fentes
de couplage aménagées aux deux extrémités de chaque guide d'onde
transversal sont aménagées sur deux bords opposés de la paroi supérieure
du guide d'onde transversal. Les deux tronçons de guide transversal, situés
de part et d'autre de la zone de croisement où se trouve une ouverture
centrale 20 destinée à l'alimentation des distributeurs, ne sont pas alignés
mais sont décalés linéairement l'un par rapport à l'autre dans une direction
perpendiculaire à la branche transversale correspondante de façon que les
fentes de couplage 23a, 23b, respectivement 24a, 24b, aménagées sur les
bords opposés de chaque guide d'onde transversal soient alignées et
disposées symétriquement par rapport à l'ouverture centrale. La figure 6b,
est une vue de dessous montrant la configuration des deux étages inférieur
et supérieur lorsqu'ils sont superposés l'un au-dessus de l'autre, les OMT
asymétriques 10 étant omis. La figure 6c est une vue de dessus des deux
étages superposés, les OMT asymétriques 10 étant couplés aux quatre
extrémités des deux distributeurs. Les fentes de couplage aménagées dans
les guides d'onde transversaux et latéraux se correspondent deux à deux.
Dans cette configuration les guides d'ondes transversaux présentent alors
une symétrie de révolution autour d'un axe central du répartiteur de
puissance. Le répartiteur présente donc une configuration invariante par
rotation. Cette invariance par rotation confère à cette configuration un
excellent découplage entre les ports d'accès à polarisations orthogonales
dans le cas où l'alimentation est en polarisation circulaire.
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18
Selon un cinquième mode de réalisation de l'invention représenté sur
la vue de dessus de la figure 7a et la vue de dessous de la figure 7b, les
connexions entre chaque branche latérale et la branche transversale de
chaque distributeur sont réalisées par des coupleurs en té dans le plan E
mais les branches transversales des deux distributeurs ne sont pas situées
dans un même plan. Les branches transversales 16c, 17c des deux
distributeurs sont disposées de part et d'autre du plan contenant les
branches latérales 16a, 16b, 17a, 17b et sont montées selon deux directions
perpendiculaires entre elles. Les branches transversales 16c, 17c des deux
io distributeurs ne se croisent donc pas et ne se superposent pas. Le
répartiteur comporte donc trois étages différents, inférieur, central,
supérieur.
L'étage supérieur comporte une branche transversale 16c du premier
distributeur couplée dans le plan E aux deux branches latérales 16a, 16b du
premier distributeur par des fentes de couplage correspondantes aménagées
dans la branche transversale et dans les deux branches latérales du premier
distributeur. De même, l'étage inférieur comporte une branche transversale
17c du deuxième distributeur couplée dans le plan E aux deux branches
latérales 17a, 17b du deuxième distributeur par des fentes de couplage
correspondantes aménagées dans la branche transversale et dans les deux
branches latérales du deuxième distributeur. L'étage inférieur a donc une
structure identique à l'étage supérieur mais est orienté dans une direction
perpendiculaire par rapport à l'étage inférieur. La branche transversale 16c
comporte un port d'entrée d'alimentation du premier distributeur et la branche
transversale 17c comporte un port d'entrée d'alimentation du deuxième
distributeur. La figure 7c est une vue de dessus des quatre branches
latérales 16a, 16b, 17a, 17b des deux distributeurs couplées aux quatre OMT
asymétriques 10 montrant deux fentes de couplage aménagées dans deux
branches latérales opposées 17a, 17b du deuxième distributeur. La figure 7d
est une vue de dessous d'une branche transversale 16c du premier
distributeur montrant deux fentes de couplage destinées à être mises en
regard de deux fentes de couplage correspondantes aménagées dans deux
branches latérales opposées 16a, 16b du premier distributeur.
Selon un sixième mode de réalisation préféré de l'invention,
comme représenté sur les figures 8a, 8b 8c et 8d, les guides d'onde des
branches transversales 16c, 17c du répartiteur planaire compact peuvent
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19
être montés sur leur tranche de façon que leur paroi de plus grande largeur
soit perpendiculaire au plan XY, alors que les guides d'onde des branches
latérales 16a, 16b, 17a, 17b sont montés à plat avec leur paroi de plus
grande largeur parallèle au plan XY. A la jonction entre les branches
transversales et latérales, comme représenté sur la vue de détail de la figure
8b, les guides d'ondes des branches transversales 16c, 17c s'encastrent
dans les guides d'ondes latéraux correspondants 16a, 16b, 17a, 17b ce qui
permet de limiter l'épaisseur du répartiteur à la largeur L de leur paroi de
plus
grande largeur. Dans ce cas, les deux branches transversales 16c, 17c se
Io croisent au centre du répartiteur et les jonctions, entre les guides
d'onde
latéraux et les guides d'onde transversaux sont des coupleurs dans le plan E
qui ne nécessitent aucune fente de couplage à la jonction. Les guides d'onde
des branches latérales et transversales se croisent et sont excitées par des
ports d'accès disposés au centre du répartiteur et reliés à une source
d'alimentation fonctionnant dans deux polarisations orthogonales. Cette
structure de répartiteur planaire présente l'avantage d'être parfaitement
symétrique, plus simple à réaliser et la plus compacte de tous les exemples
de répartiteurs décrits ci-dessus. Les ports d'accès centraux du répartiteur
planaire peuvent être alimentés par un OMT asymétrique ou alternativement
zo par un OMT symétrique. La structure de ce sixième exemple de répartiteur
étant parfaitement symétrique, il est possible d'aménager une cinquième
source rayonnante, par exemple à rayonnement direct, au centre du
répartiteur, dans une ouverture 30 aménagée dans la paroi supérieure des
guides d'onde transversaux 16c, 17c du répartiteur. La cinquième source
rayonnante à rayonnement direct peut être située dans le prolongement de
l'accès d'alimentation central du répartiteur planaire et directement
connectée à la source d'alimentation centrale du répartiteur située dans la
paroi inférieure des guides d'onde transversaux du répartiteur. L'ajout de
cette cinquième source rayonnante permet de mieux répartir la distribution
de l'énergie sur toute la surface de l'ouverture rayonnante réalisée par
l'ensemble des sources rayonnantes connectées en réseau. Cependant,
l'accès d'alimentation central peut ne pas être en phase avec les quatre
accès périphériques des quatre OMT 10. Dans ce cas, pour mettre l'accès
central en phase avec les quatre accès périphériques, il peut être nécessaire
d'ajouter un tronçon de guide d'onde logé dans l'ouverture centrale 30 du
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répartiteur de puissance, entre l'accès central d'alimentation et la cinquième
source rayonnante. Pour que le tronçon de guide d'onde n'augmente pas
significativement l'épaisseur du répartiteur de puissance, il est possible de
réaliser le déphasage en utilisant quatre tronçons de guides d'onde 27
5 repliés sur eux-mêmes et équipés de fentes de couplage inférieure 28 et
supérieure 29, comme représenté schématiquement sur la vue éclatée de la
figure 8e. Pour permettre une bonne compréhension, les quatre tronçons de
guide d'onde sont représentés éloignés les uns des autres, mais ils sont
destinés à être implantés côte à côte dans l'ouverture centrale 30 du
10 répartiteur de puissance. Mais l'ajout de cette cinquième source
rayonnante
n'est possible que dans le cas d'un coupleur en té dans le plan E dont les
guides transversaux sont montés sur leur tranche. Dans les autres
configurations, cette source rayonnante ne serait pas centrée et en outre,
dans les configurations qui comportent des coupleurs dans le plan H, les
15 polarisations orthogonales d'excitation de cette cinquième source
rayonnante
ne seraient pas cohérentes.
Selon un septième mode de réalisation de l'invention représenté sur la
figure 9a, les guides d'onde latéraux et les guides d'onde transversaux du
répartiteur de puissance sont tous montés sur leur tranche, c'est-à-dire sur
20 l'une de leur paroi périphérique de plus petite largeur, de façon que
leurs
parois périphériques de plus grande largeur soient perpendiculaires au plan
XY. Les guides d'ondes transversaux sont alors couplés aux guides d'onde
latéraux par des coupleurs en té dans le plan E. Dans ce cas, les quatre
OMT asymétriques alimentés par le répartiteur de puissance sont tous
conformes à l'exemple de réalisation décrit en liaison avec la figure 1c. Sur
la
figure 9a, les branches transversales 16c, 17c des deux distributeurs se
croisent au centre du répartiteur, et les ports d'alimentation 1, 2 reliés à
une
source d'alimentation fonctionnant dans deux polarisations orthogonales, se
trouvent dans la zone de croisement. Cet arrangement est très compact mais
en raison de la présence de la zone de croisement, il peut apparaître des
modes stationnaires parasites de polarisation croisée qui diminuent la bande
de fonctionnement du répartiteur.
Selon un huitième mode de réalisation de l'invention représenté sur
les figures 9b et 9c, les guides d'onde des branches transversales 16c, 17c
du répartiteur de puissance sont montés sur leur tranche avec leur paroi de
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21
plus petite largeur parallèle au plan XY, cependant les branches
transversales 16c, 17c des deux distributeurs ne se croisent pas mais sont
indépendantes et superposées l'une au-dessus de l'autre. Les branches
latérales 16a, 16b, 17a, 17b sont montées à plat sur leur paroi de plus
grande largeur et couplées dans le plan E aux branches transversales. La
branche transversale de chaque distributeur, respectivement inférieur et
supérieur, comporte alors un port d'alimentation respectif, les deux ports
d'alimentation 1, 2 étant orientés selon une direction perpendiculaire au plan
XY et aménagés sur une paroi inférieure, respectivement sur une paroi
io supérieure, du distributeur. Pour diminuer l'encombrement du répartiteur
de
puissance dans le sens de l'épaisseur, c'est-à-dire dans la direction
perpendiculaire au plan XY, chaque distributeur comporte, dans sa paroi
opposée au port d'alimentation, une encoche 90 de largeur au moins égale à
la largeur d'un petit côté du guide d'onde d'une branche transversale et de
hauteur inférieure ou égale à la moitié de la largeur d'un grand côté du guide
d'onde d'une branche transversale. Dans ces conditions, la branche
transversale du distributeur supérieur est montée perpendiculairement au-
dessus de la branche transversale du distributeur inférieur, les deux
encoches respectives des deux distributeurs étant en butée l'une sur l'autre.
Les deux branches transversales des deux distributeurs sont alors séparées
et indépendantes l'une de l'autre, ce qui permet d'avoir une bonne isolation
entre les deux polarisations. Le répartiteur obtenu dans ce huitième mode de
réalisation n'engendre donc pas de modes à polarisation croisée.
Dans les huit premiers modes de réalisation de l'invention, les OMT
sont alimentés par leurs ports d'accès d'entrée orientés vers l'intérieur du
répartiteur. Il est également possible de replier les extrémités des guides
d'onde latéraux du répartiteur pour que les OMT soient alimentés par leurs
ports d'accès orientés vers l'extérieur du répartiteur, comme représenté par
exemple sur les figures 10a et 10b du neuvième mode de réalisation de
l'invention. Sur la vue de dessus de la figure 10a, chaque distributeur 16, 17
est constitué de deux branches latérales et d'une branche transversale
couplée aux deux branches latérales par un coupleur en té dans le plan H
comme sur les figures 2 et 3. En outre, les quatre extrémités 41, 42, 43, 44
des guides d'onde latéraux des deux branches latérales de chaque
distributeur sont courbées et repliées sur la paroi supérieure des guides
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22
d'onde latéraux correspondants de façon que les ports de sortie 45, 46, 47,
48 de chaque distributeur soient placés au-dessus de ladite paroi supérieure.
Chaque distributeur 16, 17 comporte un port d'entrée d'alimentation 1, 2
couplé dans le plan H à la branche transversale du distributeur. Le port
d'entrée d'alimentation 1, 2 étant dans le plan H, aucune fente de couplage
n'est nécessaire entre le port d'entrée d'alimentation et le guide d'onde
transversal. Comme représenté sur la vue de dessus de la figure 10b
illustrant le répartiteur assemblé, les deux distributeurs 16, 17 sont
superposés l'un au-dessus de l'autre selon la direction Z, sur deux étages
Io .. différents, et orientés perpendiculairement l'un par rapport à l'autre.
Les
quatre ports de sortie du premier distributeur 16 et les quatre ports de
sortie
du deuxième distributeur 17 sont disposés, orthogonalement deux à deux,
sur un troisième étage du répartiteur et respectivement couplés par
l'extérieur aux ports d'entrée orthogonaux correspondants des quatre OMT
asymétriques 10. Dans ce neuvième mode de réalisation, les quatre OMT
asymétriques sont donc alimentés par leurs ports d'accès orientés vers
l'extérieur du répartiteur, alors que dans tous les autres modes de
réalisation
les quatre OMT sont alimentés par leurs ports d'accès orientés vers
l'intérieur du répartiteur. Le principe consistant à alimenter les OMT par
leurs
.. ports d'accès orientés vers l'extérieur du répartiteur tel que représenté
explicitement sur les figures 10a et 10b pour un répartiteur dont la
configuration comporte un coupleur en té dans le plan H, peut également
s'appliquer à un répartiteur dont la configuration comporte un coupleur en té
dans le plan E.
Les figures lla et llb représentent deux vues en perspective de deux
exemples d'élément rayonnant comportant un répartiteur compact selon
n'importe quel mode de réalisation de l'invention. L'élément rayonnant est
constitué par un réseau de quatre sources rayonnantes élémentaires 31, 32,
33, 34 identiques destinées à être alimentées en phase par deux
polarisations orthogonales délivrées par l'ouverture rayonnante de l'un des
quatre OMT asymétriques 10 du répartiteur à laquelle chaque source
rayonnante est couplée. Chaque source rayonnante élémentaire peut par
exemple être constituée d'un cornet compact ou d'un empilement de cavités
Fabry-Perot.
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23
Un exemple schématique, en coupe transversale et en vue de dessus,
d'une source rayonnante élémentaire constituée de cavités Fabry-Pérot
empilées est représenté sur les figures 12a et 12b. La source rayonnante
élémentaire 31 comporte deux cavités résonnantes concentriques 35, 36
empilées, chaque cavité étant délimitée par une paroi inférieure métallique
constituant un plan de masse et par des parois latérales métalliques, la
cavité supérieure 36 ayant des dimensions plus grandes que la cavité
inférieure 35. La cavité inférieure 35 comporte un port d'entrée
d'alimentation
37 destiné à être couplé à des moyens d'excitation fonctionnant en
lo bipolarisation.
Le port d'entrée 37 peut être par exemple un guide d'onde
d'alimentation ou une ouverture d'entrée débouchant dans la cavité
inférieure, par exemple au travers du plan de masse 38 de la cavité
inférieure 35. La section transversale de chaque cavité peut être circulaire,
carrée, hexagonale ou de toute autre forme. Mais pour être compatible à une
mise en réseau dans une maille carrée, la section transversale de chaque
cavité est choisie de préférence de forme carrée. Chaque cavité résonante
35, 36 peut comporter un capot 51, 52 respectif formant une paroi
supérieure, le capot pouvant par exemple être constitué d'une grille
métallique formant une surface partiellement réfléchissante et permettant
d'augmenter l'excitation des cavités résonantes. Pour un fonctionnement en
bipolarisation, la grille métallique doit être bidimensionnelle. Des
corrugations
métalliques concentriques 53, par exemple de forme cylindrique, peuvent
être aménagées en dessous du plan de masse 39 de la cavité supérieure
pour contrôler et limiter l'excitation des modes supérieurs dans cette cavité.
Selon l'invention, comme représenté sur la figure 11a, le port d'accès
d'entrée 37 de la cavité résonante inférieure de chaque source rayonnante
élémentaire est couplé à l'ouverture rayonnante d'un OMT asymétrique 10.
Pour améliorer la répartition du champ électrique sur l'ouverture rayonnante
obtenue avec les quatre sources rayonnantes en réseau, comme représenté
sur la variante de réalisation de la figure 11b, il est possible de réunir les
quatre cavités résonnantes supérieures des quatre sources rayonnantes en
réseau et de supprimer les parois internes métalliques des cavités
résonantes supérieures. Les quatre cavités résonnantes supérieures des
quatre sources rayonnantes à cavités Fabry-Perot sont alors remplacées par
une cavité résonante supérieure unique 50 commune aux quatre sources
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rayonnantes en réseau et empilée sur les quatre cavités résonnantes
inférieures. L'élément rayonnant ainsi obtenu est très compact, en
technologie guide d'onde, et comporte une large ouverture rayonnante de
taille comprise entre 2,5A et 4A, à forte efficacité de surface et à faibles
pertes, et compatible des applications de puissance. En outre, dans le cas où
le répartiteur de puissance a une structure parfaitement symétrique comme
décrit dans le sixième mode de réalisation de l'invention, le réseau de
sources rayonnantes peut comporter une cinquième source rayonnante
élémentaire centrale, ce qui améliore encore l'efficacité de surface de
to l'ouverture rayonnante obtenue.
Comme représenté sur l'exemple de la figure 13, pour obtenir une
ouverture rayonnante de plus grande taille, il est possible de coupler
plusieurs répartiteurs de puissance en réseau pour alimenter un plus grand
nombre de sources rayonnantes. Ainsi, sur l'exemple de la figure 13, deux
étages de répartiteurs de puissance sont représentés. Le niveau supérieur
comporte quatre répartiteurs de puissance 61, 62, 63, 64 identiques
alimentés en phase et positionnés les uns à côté des autres, par exemple
selon une maille carrée ou rectangulaire, et le niveau inférieur comporte un
cinquième répartiteur de puissance 65 qui alimente en phase les quatre
répartiteurs du niveau supérieur. Le cinquième répartiteur de puissance 65
du niveau inférieur comporte quatre OMT asymétriques 10 positionnés aux
quatre coins d'une maille carrée ou rectangulaire et couplés en un premier
réseau. Les quatre OMT 10 sont alimentés en phase par un port
d'alimentation aménagé dans une zone centrale 80 du répartiteur 65 et
destiné à être relié à une source d'alimentation, la zone centrale 80
correspondant à la zone de recouvrement 20 des branches transversales
des deux distributeurs du répartiteur de puissance 65. Les ouvertures
rayonnantes 66, 67, 68, 69 des quatre OMT 10 constituent quatre accès
d'alimentation en phase respectivement couplés aux quatre accès centraux
76, 77, 78, 79 des quatre répartiteurs du niveau supérieur. Pour cela, les
différents guides d'onde latéraux et transversaux du cinquième répartiteur de
puissance 65 du niveau inférieur ont des longueurs adaptées aux distances
séparant deux accès d'alimentation de deux répartiteurs de puissance du
niveau supérieur. Chaque répartiteur de puissance du niveau supérieur
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comporte quatre OMT asymétriques 10 couplés en réseau et alimentés en
phase par leur accès d'alimentation central 76, 77, 78, 79. Les accès
d'alimentation des répartiteurs du niveau supérieur étant alimentés en phase
par les quatre OMT 10 du niveau inférieur, toutes les ouvertures rayonnantes
5 70 des OMT 10 du niveau supérieur sont en phase. Des sources
rayonnantes, par exemple de type cornet rayonnant ou à cavités Fabry-
Pérot, peuvent être couplées avec chacune des ouvertures rayonnantes de
tous les OMT 10 du niveau supérieur pour être alimentées en phase par les
répartiteurs de puissance couplés en réseau et constituer ainsi un élément
10 rayonnant unique dont l'ouverture rayonnante a une taille multipliée par
quatre.
Bien que l'invention ait été décrite en liaison avec des modes de
réalisation particuliers, il est bien évident qu'elle n'y est nullement
limitée et
15 qu'elle comprend tous les équivalents techniques des moyens décrits
ainsi
que leurs combinaisons si celles-ci entrent dans le cadre de l'invention.
