Brevet FR2458821A1 — publié le 19810102

La présente invention est relative à un dispositif réducteur de brouillage en polarisation rectiligne tournante, comportant une antenne du type Cassegrain à rotation de polarisation, plus parti- culièrement associée à un radar depoursuite et d'écartométrie. Le S dispositif selon l'invention est tel qu'il-conserve une courbe d'écartométrie, ayant toujours une fente de même sens quelle que soit la direction de la polarisation rectiligne de l'écho. Un radar de poursuite et d'écartométrie, c'est-à-dire déter- minant l'écart angulaire en position de la cible par rapport à la ligne de visée de l'antenne, et comportant une antenne du type Cassegrain a rotation de polarisation présente un diagramme de rayonnement en polarisation rectiligne, perpendiculaire à la direc- tion de polarisation de l'onde-émise par la source illuminant l'antenne. L'écho de peau renvoyé par la cible, tout comme le signal envoyé par un brouilleur dont peut être équipée la cible, pouvant avoir une direction de polarisation quelconque, le radar de pour- suite peut ne plus percevoir avec précision la cible. Surtout lors- que la direction de polarisation du signal reçu est sensiblement voisine de la polarisation normale de fonctionnement de l'antenne, comme ce peut être le cas avec un brouilleur à polarisation recti- ligne tournante. L'objet de l'invention est un dispositif réducteur de brouil- lage en polarisation rectiligne tournante comportant une antenne Cassegrain à rotation de polarisation permettant d'éviter les inconvénients précités. Suivant l'invention, l'antenne du type Cassegrain à rotation de polarisation comporte un réflecteur principal constitué par un miroir parabolique et par un réseau de fils parallèles disposés à 450 par rapport à la direction de polarisation de l'onde émise par la source, ce réseau étant placé à une distance déterminée sensiblement inférieure au quart de la longueur d'onde à la fré- quence centrale de la bande de fonctionnement, et un réflecteur auxiliaire homofocal au réflecteur principal, dont le diamètre extérieur est inférieur au diamètre extérieur de ce dernier. On a constaté qu'une antenne du type Cassegrain à rotation de polarisation rayonne, en plus du diagramme en polarisation rec- tiligne perpendiculaire à la direction de polarisation de l'onde 2 2458821 émise par la source, un diagramme en polarisation elliptique; cette propriété permet d'obtenir une courbe d'écartométrie de même sens que celle obtenue en polarisation normale, quel que soit l'angle de la polarisation rectiligne émise par le brouilleur, elle est mise à profit dans le dispositif selon l'invention qui se caractérise par une réduction de l'effet d'un brouilleur en polarisation rectiligne tournante. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention apparaîtront dans la description qui suit, illustrée par les figures suivantes: - la figure 1: une vue de profil du dispositif suivant l'invention, - la figure 2: une vue de face d'un tel dispositif, - la figure 3: la décomposition du vecteur champ électrique au niveau du réseau de fils du réflecteur principal. Le dispositif réducteur d'un brouillage selon l'invention, comportant une antenne du type Cassegrain à rotation de polarisa- tion représenté sur la figure 1, comprend une source 1 -'ondes électromagnétiques à polarisation rectiligne parabolique qui éclaire un réflecteur principal 2, et un réflecteur secondaire 3 consti- - tué par un hyperboloide, dont un des foyers est au centre de phase du réflecteur principal 2 et l'autre est au foyer F de ce dernier. Le réflecteur secondaire 3 peut aussi être un paraboloide de foyer situé au centre de phase du réflecteur 1, ou un plan tel que l'image de la source 1 se trouve au centre de phase du réflecteur 1, et de diamètre extérieur inférieur à celui du réflecteur principal 2.La direction de la polarisation de la source 1 est supposée horizontale dans un exemple de réalisation non limitatif. Le réflecteur principal 2 est formé d'un miroir parabolique réflec- teur 4 et d'un réseau 5 homofocal de fils métalliques 6 parallèles placé à une distance L déterminée, sensiblement inférieureau quart de la longueur d'onde a la fréquence centrale de la bande de fonctionnement. La direction des fils 6 fait un angle de 450 avec ladirection de la polarisation de la source 1. Le réflecteur auxiliaire 3 est formé par un réseau de fils 7, métalliques paral- lèles à la direction de polarisation de l'onde émise par la source 1. Le diamètre et l'écartement des fils 7 sont convenablement choisis pour que le réseau soit réflecteur pour la polarisation de l'onde émise par la source 1 et transparent pour une polarisa- tion perpendiculaire.. Les fils 6 et 7 peuvent être remplacés par des fibres de verre porteuses de fils métalliques guipés. Ce peut être également des lamelles métalliques. La figure 2 montre une vue de face du dispositif selon l'invention, mettant en évidence la couronne extérieure aux fils 7. Comme le montre la figure 3, dans le plan du réseau 5 de fils 6, l'onde incidente E. issue de la source 1 puis réfléchie par le réseau de fils 7 peut être décomposée suivant deux direc- tions orthogonales, une première composante E1 étant parallèle aux fils 6 et une seconde composante E2 leur étant perpendiculaire. E1 se réfléchit sur les fils 6 avec un changement de phase de 1800 donnant la composante Ei E2 traverse le réseau 5 et se réfléchit avec un changement de phase de 180 sur le miroir 4. Le déphasage total subi par E2 est égal au déphasage de 1800 dû à la réflection sur le miroir 4 ajouté au déphasage correspondant au trajet aller- retour entre le miroir 4 et le réseau 5. Dans une antenne Cassegrain à rotation de polarisation classique, le trajet aller-retour est égal à)/2 provoquant un déphasage de 3600. Dans l'antenne objet de l'invention, le dépha- sage correspondant au trajet aller-retour est sensiblement diffé-0 rent de 3600; la projection dans le plan du réseau 5 de fils 6 de la composante E2 réfléchie par le miroir 4 est notée E' sur 2 2 la figure. Composéeavec E'1, cette composante E'2 donne une résultante E3. Ce vecteur E3 peut à son tour être décomposé en un vecteur E' perpendiculaire à E. et en un vecteur E"3 parallèle à E.. Après cette réflexion sur le réflecteur principal 2, l'onde dont la direction de polarisation est celle du vecteur E3 rencontre, pour une partie, le réseau réflecteur 3. La composante E"3 parallèle aux fils 7 est réfléchie mais la composante E'3 perpendiculaire aux fils 7 passe à travers le réseau. Ala sortie du réflecteur 3, l'onde rayonnée est polarisée rectilignement suivant une direction perpendiculaire à celle de l'onde émise par la source 1, alors que sur la couronne extérieure au réflecteur 3, l'onde rayonnée par l'antenne est polarisée elliptiquement. On peut montrer que la perte en puissance en polarisation normale est égale à 1- 1 + T2 T étant le taux d'ellipticité (T = tg Ui/2) avec t déphasage dif- férentiel entre le déphasage subi par E'2 dans une antenne Cassegrain à rotation de polarisation classique (soit 3600) et le déphasage subi par E'2 dans l'invention. La distance L séparant le miroir 4 du réseau 5 de fils 6 ainsi que le rapport des deux diamètres extérieurs des deux réflec- teurs sont déterminés de telle sorte que le rapport entre l'énergie de l'onde rayonnée par l'antenne en polarisation perpendiculaire a l'onde émise par la source et l'énergie de l'onde rayonnée en polarisation parallèle à celle de l'onde émise est voisin de dB - compris entre 15 et 20 dB -. Le diagramme en polarisation elliptique rayonné par la couronne extérieure aux fils a alors une ouverture à mi-puissance inférieure d'environ 20%/. à celle du diagramme principal. Le dispositif, objet de l'invention, rayonne suivant un diagramme en polarisation rectiligne auquel se superpose un diagram- me en polarisation elliptique de niveau inférieur d'environ - 15 à - 20 dB au précédent. Dans le cas d'un radar de poursuite monopulse, le dispositif suivant l'invention permet, quel que soit la polarisation du signal reçu, d'avoir toujours un signal reçu en voie somme. Dans le cas d'un radar monopulse, il faut éviter d'avoir un signal nul en voie somme car la démodulation se fait en utilisant la voie somme comme référence. 2458821 REVENDICATIONS 1. Dispositif réducteur de brouillage en polarisation rec- tiligne tournante, comportant une antenne du type Cassegrain à rotation de polarisation pour radar de poursuite et d'écartométrie constitué par un réflecteur principal parabolique illuminé par une source d'ondes électromagnétiques et composé d'un miroir réflecteur et d'un réseau de fils parallèles dont la direction fait un angle de 450 avec la direction de la polarisation de l'onde émise par la source, etconstituéégalement par un réflecteur auxiliaire formé d'un réseau de fils parallèles à la direction de la polarisation de l'onde émise par la source, caractérisé en ce que la distance séparant le miroir(4)du réseau(5)de fils constituant le réflecteur principal est sensiblement inférieure au quart de la longueur d'onde à la fréquence centrale de la bande de fonctionnement, et en ce que le rapport entre les deux rayons extérieurs des deux réflec- teurs (2) et (3) est tel.que;le dispositif rayonne suivant un dia- gramme en polarisation rectiligne auquel se superpose un diagramme en polarisation elliptique de niveau déterminé. 2. Dispositif réducteur d'un brouillage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le niveau de l'onde émise en polarisation elliptique est inférieur de - 15 à - 20 dB au niveau de l'onde émise par polarisation rectiligne. 3. Dispositif réducteur d'un brouillage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le réflecteur auxiliaire(3) est para- bolique de foyer confondu avec le centre de phase du réflecteur principal(2). 4. Dispositif réducteur d'un brouillage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le réflecteur auxilaire(3)est hyper- bolique, dont un des foyers est confondu avec le centre de phase du réflecteur principal (2)et dont l'autre est confondu avec son foyers(). 5. Dispositif réducteur d'un brouillage selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que le réflecteur auxiliaire(3)est plan de sorte que l'image de la source(1 soit située au centre de phase du réflecteur principal(2). 6 2458821 6. Dispositif réducteur d'un brouillage, selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les fils (6 et 7) sont soit des fibres de verre porteuses de fils métalliques guipés, soit des fils métal- liques. 7. Dispositif réducteur d'un brouillagq selon la revendica- tion 1, caractérisé en ce que les fils (6 et 7) sont des lamelles métalliques. 8. Dispositif réducteur d'un brouillage, selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce que la distance entre le miroir(4)et le réseau(5)est déterminée de façon à ce que l'antenne rayonne à la fois selon un diagramme à polarisation rectiligne à travers le réflecteur auxiliaire (3) et selon un diagramme à polarisation elliptique à travers la couronne située autour du réflecteur auxiliaire (3). 9. Radar de poursuite et d'écartométrie comportant un tel dispositif.