Brevet FR2067220A1 — publié le 19710820

La présente Invention concerne la transmission des ondes radwioelectriques de fréquence très élevée, de l'ordre de plusieurs dizaines de gigahertz par exemple. Cette transmission, qui est utilisée notamment pour communiquer avec des satellites artificiels, se fait à l'aide de grandes antennes à réflecteur orientable, la tête d'émission ou de réception étant elle-meme fixe. Le problème se pose alors de la liaison entre cette tête et le cornet qui permet d'irradier le réflecteur ou de recevoir les ondes focalisées par celui-ci, la position de ce cornet étant liée à celle de ce réflecteur. Cette liaison se fait généralement à l'aide d'un guide d'ondes dont une extrémité est couplée à la tête précitée, et dont l'autre extrémité débouche sur le cornet. Ce guide d'ondes est généralement du type rectangulaire ou elliptique et il est rigide. Etant donné que le réflecteur peut tourner, par rapport à la tête, autour d'un ou deux axes de rotation, il est nécessaire de prévoir sur ce guide un ou deux joints tournants. De tels joints sont bien connus. Ils sont situés sur une portion de guides d'ondes à section circulaire qui se raccorde au reste du guide, de section rectangulaire ou elliptique, par des transitions convenables. Des dispositifs sont prévus dans ces joints connus pour minimiser l'effet nuisible de la rupture de conductibilité électrique inévitable dans la paroi du guide au niveau du joint.Cet effet résulte de ce que les modes de propagation des ondes dans cette portion de guide circulaire sont conditionnés par les modes de propagation dans le guide rectangulaire ou elliptique précédant et faisant suite à cette portion circulaire, ce qui entraîne normalement la présence de courants longitudinaux dans les parois du guide circulaire. Ces courants sont évidemment interrompus par la présence du joint et des précautions doivent être prises pour éviter qu'il en résulte des fuites de puissance à travers le joint. On connaît d'autre part, pour les télécommunications terrestres, des guides d'ondes circulaires dans lesquels le mode circulaire transversal électrique dit TE01 présente un affaiblissement remarquablement faible surtout pour des fréquences de plusieurs dizaines de gigahertz. De tels guides et leurs accessoires sont notamment décrits dans un article "Les transmissions à grande distance par guides d'ondes circulaires" par E. JULIER et L. BOURGEAT, P. BOUTELANT et G. COMTE, paru dans la Revue "Câbles et Transmission" nO 1, 1967, pages 40 à 61. Ces guides présentent une structure hélicoldale, c'est-à-dire que leur paroi intérieure cylindrique conductrice est coupée sur une très faible largeur le long d'une hélice à faible pas.Il est d'ailleurs bien évident que le même effet pourrait être obtenu par des coupures circulaires de faible largeur disposées selon les sections du cylindre et se suivant à faibles intervalles, la distance entre deux coupures circulaires successives ou le pas de l'hélice étant cependant grands par rapport à la largeur de la coupure isolante. Une telle structure élimine pratiquement tous les modes dont la propagation s'accompagnerait de courants longitudinaux dans la paroi du guide, c'est-à-dire qu'elle ne laisse subsister que les modes TEOn et en pratique le mode TELL. Une structure de ce genre sera appelée par la suite, pour plus de simplicité, "hélicoidale", même Si la coupure isolante n'est pas hélicoldale au sens strict du terme, mais seulement de forme analogue, par exemple constituée d'une suite de cercles.De tels guides peuvent être rendus flexibles amans pertes excessives sur la puissance des ondes guidées, et des coudes ont été étudiés pour permettre des variations brutales de direction. Un but de la présente invention est la réalisation simple d'un système de liaison entre la tête d'émission ou de réception et le réflecteur orientable d'une antenne radioélectrique, avec un affaiblissement minime de la puissance transmise. Un autre but de la présente invention est la réalisation d'une liaison entre ces mêmes éléments à l'aide de joints tournants de structure particulièrement simple. La présente invention a pour objet une antenne radioélectrique comportant un réflecteur orientable, un cornet lié à ce réflecteur et propre à irradier celuici ou à recueillir les ondes focalisées par celui-ci, une tête d'émission ou de réception apte à fournir la puissance d'irradiation de ce réflecteur ou à recevoir les ondes focalisées par ce dernier, et un guide d'ondes reliant ce cornet à cette tête, ce guide d'ondes étant pourvu d'au moins un joint tournant, antenne caractérisée en ce que ce guide d'ondes est sur la majeure partie de sa longueur du type circulaire à structure hélicoîdale. Se référant à la figure unique ci-jointe, on va décrire ci-après un exemple de mise en oeuvre de l'invention, exemple donné à titre purement illustratif et nullement limitatif. Cette figure représente une vue d'une antenne radioélectrique fonctionnant sur une fréquence de 20 ou 30 0Hz et dont le réflecteur parabolique est orientable autour d'un axe vertical et autour d'un axe horizontal. Ce réflecteur est représenté sur la figure en 2, vu approximativement de face. Il est supporté par une structure mobile autour de deux paliérs 4 et 6 définissant un axe horizontal. Ces paliers sont eux-mêmes portés par deux bras 8 et 10 solidaires l'un de l'autre et portés par un palier 12 définissant un axe vertical. Ce palier 12 est lui-même porté par un pied 14. La puissance émise par l'antenne, si celle-ci sert à l'émission, est fournie par une tête 16 alimentant un guide d'ondes 16 rectiligne dans l'axe du palier 12 et dont la section est circulaire avec une structure hélicoidale. telle que définie précédemment. Sur ce guide 18 est disposé un joint tournant 20 assurant la jonction avec un guide courbe 22 à section circulaire de même rayon intérieur que le guide 18. Ce guide est aussi à structure hélicoldale. Il est relié par un joint tournant 24 à un troisième guide 26 également circulaire de même rayon et à structure hélicoidale, le joint 24 étant coaxial avec les paliers 4 et 6. Le guide 26 débouche, par une transition non représentée, dans un cornet 28 à section rectangulaire permettant l'irradiation du réflecteur 2. La tete 16 est agencée de manière connue de façon à induire dans le guide 16 le mode TEOl et la transition précitée est conçue, de manière également connue, pour assurer la conversion de ce mode circulaire TEC1 en un mode rectangulaire propre à être rayonné par le cornet 28 avec un minimum de pertes. Il est à remarquer que la constitution des joints tournants 20 et 24 est particulièrement simple. La coupure électrique qu'ils constituent en effet est parfaitement compatible, pourvu qu'elle ne soit pas trop large, avec propagation du mode TEOl, cette coupure contribuant seulement à l'élimination des modes parasites qui pourraient éventuellement prendre naissance. quant au guide, le diamètre intérieur de sa section est de l'ordre de 75 à 100 mm. Il va de soi que le réflecteur 2 pourrait ne pas être un simple réflecteur parabolique et être remplacé par un ensemble de deux réflecteurs du type Cassegrain, et que -les dispositions qui viennent d'être décrites s'appliquent tout aussi bien au cas où l'antenne est utilisée en réception, la tête 16 devant alors être conçue à cet effet. REVENDICATION Antenne radioélectrique comportant un réflecteur orientable, un cornet lié à ce réflecteur et propre à irradier celui-ci ou à recueillir les ondes focalisées par celui-ci, une tête d'émission ou de réception apte à fournir la puissance d'irradiation de ce réflecteur ou à recevoir les ondes focalisées par ce dernier, et un guide d'ondes reliant ce cornet à cette tête, ce guide d'ondes étant pourvu d'au moins un joint tournant, antenne caractérisée en ce que ce guide d'ondes est sur la majeure partie de sa longueur, du type circulaire à structure hélicoi- dale.