Brevet FR2085221A1 — publié le 19711224

La presente insentisl concerna les antenneS bu type cornet rayenwlant et recueillant de l'énergie électromagnétique. On sait que les cornets sont utilisés dans le cas de l'émission par exemple soit pour éclaire un paraboloïde réflecteur soit directement comme antennes. Ce sont des guides d'ondes dont la section progressivement croissante se termine par une ou enture rayonnante. Tls sont alimentés par des guides d'ondes rectangulaires ou circulaires excités selon un mode qui est reproduit à l'ouverture du cornet. Les ondes apparaissant à l'ouverture du cornet présentent un certain astigmatisme par suite du fait que la structure de 'onde sortant du guide n'est pas de révolution. Les surfaces d'ondes stécar- tent de la forme sphérique présentent par exemple un rayon de courbure différent dans deux plans perpendiculaires passant par l'axe du guide et du cornet. On connaît d'autre part des dispositifs utilisant des lentilles diélectriques en hyperfréquences. On obtient grâce à ces lentilles le groupement ou la focalisation des rayonnements électromagnétiques en un faisceau parallèle. Ces lentilles sont disposées à la sortie des cornets à l'endroit où ceux-ci débouchent dans l'atmcsphere. On obtient alors une diminution de la longueur nécessaire pour le cornet. On sait que les cornets présentent des dimensions prohibitives Si l'on veut obtenir des ondes progressives et conserver la phase de ces ondes. En introduisant une lentille diélectrique on réduit la vitesse de propagation à l'intérieur de cette lentille par rapport à la vitesse dans l'air. Cette lentille se présente sous la forme d'une lentille plan convexe dont la partie connexe regarde le cornet et la partie plane débouche dans l'atmosphère. La forme de la lentille permet de retarder l'onde par suite de sa constante diéectriquE Cet effet est plus marque au centre d'une lentille convexe que sur les bords et li se produit une transformation d'une onde de surface sphérique en une onde plane. Les lentilles telles que décrites ont pour inconvénient d'etre soumises aux intempéries. De plus leurs dimensions sont grandes car elles sont positionnées à l'embouchure des cornets qui sont larges à cet endroit. Or les grandes lentilles ont pour inconvénient d'être d'un court élevé. Enfin les lentilles connues ne peuvent assurer la correction de l'astigmatisme dû au-cornet notamment lorsque ce cornet est alimenté par un guide d'ondes circulaire. Le dispositif, suivant l'invention, permet d'éviter ces inconvénients. Dans celui-ci en effet les dimensions de la lentille sont petites. La lentille est à l'abri des intempéries. Enfin, le rayonnement est obtenu en mode sphérique. L'invention a pour objet un cornet de transition entre un guide d'ondes hyperfréquences et l'atmosphère, cornet présentant la forme générale de la surface latérale d'un tronc de cône ou de pyramide coaxial au guide qui s'ouvre dans ce cornet au voisinage de la petite base de ce tronc, ce cornet étant muni d'une lentille diélectrique caractérisé en ce que la lentille est disposée au fond du cornet de manière à obturer l'ouverture du guide dans le cornet, sa surface exté rieure regardant vers la grande base du cornet étant convexe et occupant sr ladite petite base une aire plane supérieure au double de celle de la section intérieure du guide, cette petite base débordant donc largement ladite ouverture. Un exemple de mise en oeuvre de la présente invention donné à titre purement illustratif et nullement limitatif va être décrit en référence à la figure à la figure unique qui représente une coupe schématique d'une antenne hyperfréquence. On voit sur la figure un guide d'onde circulaire 1 dans lequel circulent des ondes électromagnétiques 2 selon le mode H11 par exemple. Le diamètre du guide peut être voisin d'un centimètre et les ondes du rayonnement centimétriques. Une lentille diélectrique 3 est fixée à l'extrémité du guide d'ondes. C'est une lentille plan convexe dont la partie plane 4 possède en son milieu une pointe 5 qui pénètre à l'intérieur du guide d'ondes 1. La pointe 5 est de forme conique, ce qui évite les réflexions et les ondes stationnaires dans le guide. La tête de la lentille est encastrée à l'intérieur d'un cornet 6 en forme de cône tronqué ayant un angle au sommet O de 200, par exemple.La lentille 3 comporte une paroi 7 en polytétrafluoréthylène ou analogue renfermant un diélectrique liquide B tel que le benzène. Comme le milieu extérieur est de l'air de constante diélectrique égale à l'unité, la constante diélectrique du matériau constituant la paroi doit être égale à la racine carrée de la constante diélectrique du liquide. De la sorte, le passage des ondes electromagnétiques entre le diélectrique liquide et l'air se fait sans réflexion, la paroi 7 se comportant comme un filtre quart d'onde. Le profil de la face convexe est tel que l'on obtient une surface d'onde sphérique 9 se propageant dans l'ouverture conique du cornet. L'onde d'un certain rayon de courbure est transformée en une onde de rayon de courbure différent ayant O pour centre de courbure.Ce profil est construit d'après le principe de la constance du chemin optique entre un point F qui serait la source de toutes les ondes générées à l'intérieur de la lentille et les différents points d'une même surface d'onde sphérique à l'intérieur du cornet. Oe ce fait tous ces différents points sont en phase. Comme l'onde obtenue est sphérique le rayonnement de l'antenne est réparti selon un diagramme de révolution. Le cornet 6 peut avoir, par exemple, une longueur égale à quatre fois la longueur d'onde. L'antenne peut fonctionner dans une large bande de fréquences, couvrant l'octave parce que les dimensions du cornet sont grandes par rapport à la longueur d'onde. Bien que le dispositif qui vient d'être décrit paraisse le plus avantageux, on comprendra que diverses modifications peuvent lui être apportées sans sortir du cadre de l'invention, certains éléments du dispositif pouvant être remplacés par d'autres susceptibles d'y assurer la même fonction technique. Le dispositif objet de l'invention peut être -utilisé dans tous les cas où l'on a besoin d'obtenir un rayonnement ayant une bonne répartition des amplitudes et de la phase. Il peut être utilisé aussi bien dans les antennes paraboloides que les antennes Cassegrain. REVENDICATIONS 1/ Cornet de transition entre un guide d'ondes hyperfréquences et l'atmosphère, cornet présentant la forme générale de la surface latérale d'un tronc de cône ou de pyramide coaxial au guide qui s'o wre dans ce cornet au voisinage de la petite base de ce tronc, ce cornet étant muni d'une lentille diélectrique, et caractérisé en ce que la lentille est disposée au fond du cornet de manière à obturer l'ouver- ture du guide dans le cornet, sa surface extérieure regardant vers la grande base du cornet étant convexe et occupant sur ladite petite base une aire plane supérieure au double de celle de la section intérieure du guide, cette petite base débordant donc largement ladite ouverture. 2/ Cornet selon la revendication 1, caractérisé en ce que ladite surface extérieure de la lentille présente des formes telles que cette lentille transforme les ondes sortant du guide en ondes sphériques dont le centre de phase est sensiblement confondu avec le sommet dudit tronc de cone ou de pyramide. 3/ Cornet selon la revendication 1, caractérisé en ce que le raccordement entre les parois conductrices du guide et les parois conductrices du cornet est constitué par une paroi conductrice entourant ledit guide et disposée sensiblement dans le plan de ladite petite base. 4/ Cornet selon la revendication 1, caractérisé en ce que la lentille présente un prolongement diélectrique pénétrant à l'intérieur du guide et apte à assurer sans reflexion des ondes, la transition entre la masse diélectrique de la lentille et l'espace intérieur du guide. 5/ Cornet selon la revendication 4, caractérisé en ce que ledit prolongement est constitué par au moins une pointe pénétrant A l'intérieur du guide, 6/ Lentille diélectrique pour cornet de transition entre un guide d'ondes hyperfréquences et l'atmosphère caractérisée en ce qu'elle possède la forme générale d'un clou à tête ronde dont la tête regarde vers l'ouverture du cornet et la pointe pénètre à l'intérieur du guide d'ondes.