Brevet FR2466108A1 — publié le 19810327

La presente invention concerne une source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique, dans laquelle une pièce de forme diélectrique, à symétrie de rotation, est disposée entre le guide d'ondes d'alimentation et le réflecteur secondaire, et le guide d'ondes d'alimentation contient un diélectrique. Une antenne réalisée selon le principe de Cassegrain est constituee par une antenne parabolique servant de réflecteur principal et un réflecteur secondaire, disposé symétriquement par rapport à l'axe du miroir et à une certaine distance du réflecteur principal, de façon que les deux foyers coincident. L'alimentation de l'antenne s'effectue généralement par un cornet monté au sommet du réflecteur principal et rayonnant en direction du reflecteur secondaire. Il est nécessaire d'utiliser un cornet à diagramme de directivité etroit, afin d'éviter une surirradiation du reflecteur secondaire. Seul un agrandissement de l'ouverture du cornet permet toutefois de reduire la largeur du diagramme de directivité.Un cornet à grande ouverture présente l'inconvénient suivant, en particulier dans le cas de petites antennes paraboliques : une grande zone d'ombre est produite sur le réflecteur principal et réduit notablement le gain d'antenne. La demande de brevet de la Republique fédérale d'Allemagne publiee sous le nO 15 91 106 décrit une antenne Cassegrain, dans laquelle une pièce de forme diélectrique, à symétrie de rotation, est disposée entre l'ouverture du guide d'ondes d'alimentation, située au sommet du reflecteur principal, et le réflecteur secondaire. Cette pièce de forme, realisee en lentille sphérique et se trouvant juste devant l'ouverture du guide d'ondes d'alimentation, focalise le rayonnement et permet ainsi d'utiliser pour l'émission du réflecteur secondaire un guide d'ondes d'alimentation de dimensions plus faibles que dans le cas d'une antenne Cassegrain sans utilisation d'une lentille spherique diélectrique. Ce montage ne réduit toutefois ni la surirradiation du réflecteur secondaire, ni la zone d'ombre sur le réflecteur principal. L'invention a pour objet une source primaire Cassegrain, qui réduit la surirradiation du réflecteur secondaire et la zone d'ombre sur le réflecteur principal, et améliore ainsi le gain d'antenne. Selon une caractéristique essentielle de l'invention, la pièce de forme diélectrique remplit totalement l'espace compris entre l'ouverture du guide d'ondes d'alimentation et le réflecteur secon daire; la longueur de la pièce de forme est comprise entre une et deux fois la longueur d'onde du guide d'alimentation; et la pièce de forme comporte une face frontale réalisée en réflecteur secon dàire. Dans une forme de réalisation avantageuse, la pièce de forme et le diélectrique contenu dans le guide d'ondes d'alimentation pré sentent la même constante diélectrique et sont réalisés en une seule pièce. La pièce de forme et le diélectrique dans le guide d'ondes d'alimentation sont avantageusement réalisés dans un matériau ayant une constante diélectrique comprise entre 2,5 et 3,5. La réalisation suivante de la source primaire Cassegrain est en outre avantageuse : le diamètre de la pièce de forme dielectrique croit linéairement entre le diamètre du guide d'ondes d'alimentation et celui du réflecteur secondaire; la face frontale de la pièce de forme diélectrique est métallisée; le réflecteur secondaire présente le contour d'un triangle isocèle, dont le sommet se situe sur l'axe du guide d'ondes d'alimentation; et dans le cas d'une antenne para bolique à ouverture angulaire de 1600, l'ouverture angulaire du réflecteur secondaire est de 150 et celle de la pièce de forme de 700. La source primaire Cassegrain selon-l'invention présente l'avan tage de supprimer une fixation du réflecteur secondaire sur l'antenne parabolique au moyen de supports; Ces derniers produisent en effet des réflexions gênantes du champ, qui augmentent le lobe secondaire du diagramme de rayonnement. Cette source primaire Cassegrain est en outre caractérisée par une constitution compacte et simple. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à l'aide de la description détaillée ci-dessous d'un exemple de réalisation, dont la figure unique annexée représente le schéma. La figure représente une source primaire Cassegrain selon l'invention avec un guide d'ondes d'alimentation 1 contenant un diélectrique 2, qui se prolonge à l'extérieur du guide par une pièce de forme 3 diélectrique à symétrie de rotation. Dans le cas d'un guide d'ondes d'alimentation circulaire, la pièce de forme est un tronc de cône, dont le diametre croit linéairement entre le diamètre du guide d'ondes d'alimentation et celui du reflecteur secondaire 4. Ce dernier est intégré à la face frontale de la pièce de forme 3 et constitué par la surface d'un évidement presentant le contour d'un triangle isocèle, dont le sommet se situe sur l'axe du guide d'ondes d'alimentation. La surface de l'évidement est metallisée (argentée par exemple), afin de reflechir les rayons. La longueur de la pièce de forme est sensiblement égale à la longueur d'onde du guide. Lorsque cette source primaire Cassegrain est utilisée dans une antenne parabolique 5 présentant une ouverture angulaire de 1600 et un diamètre de 60 cm par exemple, on obtient un diagramme de rayonnement optimal avec une ouverture angulaire a = 1500 du réflecteur secondaire et une ouverture angulaire y = 700 de la pièce de forme. La pièce de forme diélectrique influence comme suit la marche des rayons. Un rayon a, qui sort du guide d'ondes d'alimentation sous un angle elevé et devrait normalement passer devant le reflecteur secondaire, est dévié par l'interface air-pièce de forme diélectrique 3 et atteint le réflecteur secondaire 4, qui le réfléchit sous un angle donne vers le réflecteur principal 5. Une surirradiation du réflecteur secondaire est ainsi évitée, malgre la faible ouverture du guide d'ondes d'alimentation et le large diagramme de directivité résultant. Tous les rayons réfléchis par le réflecteur secondaire 4 - qu'il s'agisse des rayons b atteignant directement le réflecteur secondaire ou des rayons a déviés auparavant par l'interface airpièce de forme - sortent de la pièce de forme 3 après réfraction. La modification de direction des rayons produite par l'interface air-pièce de forme améliore l'élimination de l'antenne parabolique, car le faisceau couvre aussi la zone d'induction entourant le guide d'ondes d'alimentation. Afin d'obtenir une réfraction optimale des rayons, on utilise pour la pièce de forme 3 -et le diélectrique 2 dans le guide d'ondes d'alimentation 1 un matériau ayant une constante dielectri- que comprise entre 2,5 et 3,5. Le choix du matériau doit tenir compte non seulement des valeurs électriques, mais aussi de son comportement thermique, de sa résistance aux intemperies et de son usinabilité. Les matériaux commercialises sous les marques Plexiglas, Polystrol ou Macrolon conviennent pour cet usage. Du Polystrol réticulé et du Macrolon renforcé par fibres de verre sont avantageusement utilisables aussi. Le diélectrique 2 formant une seule pièce avec la pièce de forme constitue un cylindre d'une longueur d'environ 1,5 XEt ajusté dans le guide d'ondes d'alimentation i (AE est la longueur d'onde dans le guide d'alimentation contenant le diélectrique). Le dielec- trique sert d'une part au centrage et à l'alignement de la pièce de forme, et d'autre part à l'adaptation du champ de guide d'ondes aux conditions de propagation dans la pièce de forme diélectrique 3. Pour obtenir une transition pratiquement sans réflexion entre l'air et le diélectrique dans le guide d'ondes, le diélectrique cylindrique 2 comporte à l'avant une partie conique 6, réalisée dans le même matériau diélectrique et dont la longueur est sensiblement egale à la longueur d'onde du guide. Bien entendu, diverses modifications peuvent etre apportées par l'homme de l'art au principe et aux dispositifs qui viennent d'être decrits uniquement a titre d'exemples non limitatifs, sans sortir du cadre de l'invention. Revendications 1. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique, dans laquelle une pièce de forme diélectrique, à symétrie de rotation, est disposée entre le guide d'ondes d'alimentation et le réflecteur secondaire, et le guide d'ondes contient un diélectrique, ladite source primaire étant caractérisée en ce que la piece de forme (3) diélectrique remplit totalement l'espace compris entre l'ouverture du guide d'ondes d'alimentation (1) et le réflecteur secondaire (4); la longueur de la pièce de forme (3) est comprise entre une et deux fois la longueur d'onde du guide d'alimentation (1); et la pièce de forme (3) comporte une face frontale réalisée en réflecteur secondaire (4). 2. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon revendication 1, caractérisée en ce que la pièce de forme (3) et le diélectrique (2) dans le guide d'ondes d'alimentation (1) présentent la même constante diélectrique et sont réalisés en une seule pièce. 3. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon revendication 2, caractérisée en ce que la pièce de forme (3) et le diélectrique (2) dans le guide d'ondes d'alimentation (1) sont xéa- lisés dans un matériau dont la constante diélectrique est comprise entre 2,5 et 3,5. 4. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon revendication 1, caractérisée par un accroissement lineaire du diamètre de la pièce de forme (3) diélectrique entre le diamètre du guide d'ondes d'alimentation (1) et celui du réflecteur secondaire (4). 5. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon revendication 1, caractérisée par une métallisation de la surface frontale de la pièce de forme (3) diélectrique. 6. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon revendication 1, caractérisée en ce que le réflecteur secondaire (4) présente le contour d'un triangle isocèle, dont le sommet se situe sur l'axe du guide d'ondes d'alimentation (1). 7. Source primaire Cassegrain pour une antenne parabolique selon une des revendications 1 et 6, caractérisée en ce que dans le cas d'une antenne parabolique (5) ayant une ouverture angulaire de 1600, l'ouverture angulaire a du réflecteur secondaire (4) est de 1500 et l'ouverture angulaire y de la pièce de forme (3) de 700.