Brevet FR2119809A1 — publié le 19720811

L'invention a pour objet une antenne de radar. Qn-sait que la précision dans la direction d'un faisceau rayonne par une antenne de radar dépend de la grandeur de ladite antenne. Lorsque l'antenne doit être animée d'un mouvezaent d'oscillation pour obtenir un balayage de l'espace par le faisceau rayonnant, on est limite dans la fréquence de l'oscillation par les effets d'inertie qui se développent dans lrantenne, notamment aux oints de celle-ci qui sont les plus éloignés de l'axe d'oscillation. Or, il est souhaitable dans certaines applications, notamment pour les radars d'avions, d'atteindre une fréquence de balayage de l'ordre de 10Hz, de sorte que les effets que subiraient les extrémités d'une antenne dont la longueur est de Tordre du mètre seraient excessifs. Pour pallier cette difficulté, on a déjà proposé une antenne comprenant des bipales couplés à un guide d'ondes ou des fentes sur un guide d'ondes, avec un barreau métallique se déplaçant à l'intérieur du guide d'ondes, suivant un mouvement de va-etvient modifiant la largeur du guide d'ondes. La précision qu'il convient d'obtenir dans le ouvenent d'un tel barreau, ayant la longueur de l'antenne, rend la realisation trés difficile et très coûteuse. On pourrait songer à obtenir un faisceau rayonnant suffisam usent large et anisé d'un mouvement de balayage en utilisant une antenne fixe à éléments modulaires, les phases de chaque élément étant commanuées de manière à assurer le balayage. Mais, dans une telle antenne, les élements modulaires doivent être extrêmement nombreux et comme, aux fréquences souraiteesS le déphasage est commande par des ferrites, le nombre des ferrites à utiliser, leur poids, entraîneraient à une réalisation lourde, compliquée et d'un prix prohibitif. L'antenne de radar selon l'invention évite ces difficultés. Elle est caractérisée en ce qu'elle est constituée par une multiplicité d'éléments d'antenne, ou mini-antennes, qui, à partir d'une position pour laquelle ils sont alignés dans le prolongement les uns des autres, sont animés de mouvements oscillants synchrpnes de sorte qu'ils restent à chaque instant parallèles, les directions des flux rayonnants étant ainsi les mêmes à chaque instant pour les diverses mini-antennes, un moyen de déphasage étant prévu pour chaque mini-antenne propre à compenser les différences de trajets introduites par le décalage en distance des mini-antennes les unes par rapport aux autres. Le nombre des mini-antennes mobiles peut être bien inférieur à celui des éléments modulaires d'une antenne fixe de sorte que l'équipement pour introduire les déphasages est simple, d'un faible poids et bon marché. La longueur de chaque mini-antenne est suffisamment faible pour que les effets mécaniques dûs aux mouvements rapides d'oscillation soient acceptables. Dans la description qui suit, faite à titre d'exemple, on s réfère au dessin annexé, dans lequel : - la figure 1 est un schéma d'une antenne selon 1' invention; - la figure 2 est une vue analogue à la figure 1, mais pour une autre condition; - la figure 3 est un schéma d'une forme de réalisation d'antenne; - la figure 4 est analogue à la figure 3, mais pour une autre réalisation; - la figure v est analogue aux figures 3 et 4, mais pour une autre réalisation;; - la figure 6 est un schéma d'une exécution0 On se réfère d'abord aux figures 1 et 2. l'antenne selon l'invention comprend une multiplicité d'éléments rayonnants al longés ili, 112 113Po il ou mini-antennes. lorsqu'ils sont n alignés, dans le prolongement les uns des autres (figure 1), lesdits éléments constituent une antenne fournissant un faisceau de rayonnement de direction fixe, perpendiculaire à leur direction commune. Chacun des éléments il est entraîné en rotation autour d'-un axe 12 qui lui est perpendiculaire et des moyens mécaniques sont prévus, schématisés par la roue dentée 13, pour entraîner les mini-antennes Al suivant des mouvements d'oscillation autour des axes 12 et qui soient synchrones. Dans la position montrée sur la figure 2, à les éléments ne sont pas en alignement, ltélément ii rayonne un pinceau sh- matisé par sa direction moyenne 141, l'élément 112 un pinceau schématisé par sa direction moyenne 142; les directions 141, 142, etc. 14n sont parallèles. Entre les ondes des pinceaux 151 et 152 rayonnées au même moment, il y a une différence de chemin schématisée par le segment 16-17. Sur chacune des voies 181, 182, etc...18n d'alimentation des éléments il en energie oscillante, est prévu un dispositif de déphasage, respectivement 191, 192, etc...19n. Le dispositif 192 introduit un décalage de phase par rapport au dispositif 191 qui compense le chemin complémentaire 16-17; il en est de même par le déphaseur 19 pour le faisceau 1532 etc..., de sorte 3 que les énergies transportées par les faisceaux 151, 15 etc... 2 sont en phase. Le balayage a lieu sur un angle qui est déterminé par l'amplitude de l'oscillation des mini-antennes 11. On se réfère maintenant à la figure 3. flans cette réalisatien, des déphaseurs 211, 212, 213, etc... sont montés en série sur la ligne d'alimentation 24 des mini-antennes 251 > 2522 etc.., la mini-antenne 253 étant reliée à la ligne 24 en un point 263 cempris entre les déphaseurs 212 et 213, la mini-antenne 252 étant reliée à la ligne 24 en un point 262 compris entre les déphaseurs 211 et 212, etc..., cette alimentation pouvant être qualifiée d'alimentation série. Dans la réalisation montrée sur la figure 4, les voies d'alimentation 261, 262 des mini-antennes 251 et 25 comprennent des déphaseurs, respectivement 271 et 272, et se 2' et se raccordent suivant une voie unique 281 ; de même les mini-antennes 253et 254 forment l'extrémité de voies 263 et 26 comprenant des dépha 4 seurs 27 et 27 et se raccordant suivant une voie 283 4, les voies 28 1-2 et 2843-4 constituant des dérivations d'une 3-4 voie 291,2,3,4, etc...,cette disposition pouvant être qualifiée de disposition à alimentation parallèle. Dans la réalisation montrée sur la figure 5, relative à une antenne comprenant huit mini-antennes 311 - 318, la ligne d'alimentation 32 se divise en deux branches 33 et 34 se divisant chacune en deux branches, respectivement 35, 36 et 27, 38, sur cha- cune desquelles est présent un déphaseur, respectivement 393; 394 et 395 3962 dont les serties sont reliées directement aux 52 3962 mini-antennes 313 - 316 par des voies, respectivement 413 - 416. La mini-antenne 3122 adjacente à la mini-antenne 3132 est alimentée à partir de la voie 4132 mais avec interposition d'un déphaseur 392 sur la voie 412. la mini-antenne 311 est alimentée par la voie 411 reliée à la sortie du déphaseur 392, et qui com- prend un déphaseur 391 le montage des mini-antennes 31 pouvant être ainsi qualifié de série-parallèle. On se réfere maintenant à la figure 6 relative à une exécution d'une antenne comprenant une multiplicité de mini-antennes 25, 2522 253 etc... qui sont entraSnees suivant des mouvements d'oscillation synchrones par un mécanisme de commande schématisé en 51 mis en mouvement par un moteur 52, les liaisons entre le mécanisme 51 et les différentes mini-antennes étant schématisées en 531' 532' etc... L'alimentation des mini-antennes à partir de la ligne 29 se fait avec intsrvention de déphaseurs 271 2722 2732 etc... respectivement, par l'intermédiaire de joints tournants 541 542 543 etc... Le décalage de phase introduit à chaque instant par un déphaseur, par exemple le déphaseur 273, est sous la dépendance d'un dispositif d'infermatien de phase 552 lui-même commandé à partir d'un disque codé 56 entraîné par le mécanisme 51. les mini-antennes peuvent être réalisées sous forme de réseaux plans, dont la hauteur est fonction de l'ouverture en site recherchée et sont alors articulés en gisements autour de l'axe de symetrie correspondant. ?our une antenne fonctionnant à une fréquence de l'ordre de 35 Hz et ayant une longueur totale de 1,;BOm on prévoit une réalisation comprenant huit mini-antennes planes et une autre réalisation comprenant seize mini-antennes planes. Le balayage de chacune des mini-antennes se fait sur un angle de 200 de part et d'autre de la position pour laquelle les mini-antennes sont alignées et la fréquence des oscillations de balayage est de 10 Hz. Les déphaseurs sont avantageusement des déphaseurs à variation continue, par exemple des ferrites. On peut toutefois utiliser des déphaseurs à variation dis crête0 L'invention prévoit une réalisation dans laquelle l'antenne constituée par la multiplicité des mini-antennes a une configuration non-rectiligne. Elle prévoit également une variante dans laquelle chaque mini-antenne comprend des moyens pour faire varier la vitesse de phase dans son guide d'ondes REVENDICATIONS 1.- Antenne de radar pour l'obtention d'un faisceau de rayonnement mobile suivant un mouvement de balayage à fréquence relativement élevée, caractérisée en ce qu'elle est constituée par une multiplicité d'antennes élémentaires ou mini-antennes auxquelles correspondent une multiplicité de déphaseurs introduisant un déphasage variable commandé de manière que le faisceau constitué par l'ensemble des pinceaux rayonnés par les diverses mini-antennes effectuelle balayage souhaité. 2. - Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que les diverses mini-antennes parallèles sont animèes de mouvements d'oscillation synchrones de part et d'autre d'une position pour laquelle elles cn r alignement. 3. - Antenne selon la revendication 2, caractérisée en ce que 'alimentation des diverses mini-antennes se fait par l'inter- position de déphaseurs à variation continue. 4.- antenne selon la revendication 3j, caractérisée en ce que les déphaseurs a ia sortie de chacun desquels est reliee une miniantenne sont montés en série. 5.- Antenne selon la revendicatIon As caractérisée en ce que les déphaseurs à à la sortie de chacn desquels est reliée une miniantenne sont montés en parallèle0 6.- Antenne selon la revendication 3, caractérisee en ce que les déphaseurs à 1a sortie de chacun desquels est reliée une miniantenne sont montés en serie-parallèle. 7.- Radar comprenant une antenne selon l'une des revendications 1 à 6.