Brevet FR2474770A2 — publié le 19810731

FR 2474770 A2 19810731 FR 8001760 A 19800128 La présente addition se rapporte à une antenne commune pour radar primaire et radar secondaire. Généralement, lorsque l'antenne du radar secondaire est intégrée à l'antenne du radar primaire, réalisant ainsi une véritable antenne bi-fonction radar primaire et radar secondaire, cette antenne bi-fonction est constituée par un miroir unique alimenté de façon telle qu'il est capable de rayonner de l'énergie dans l'espace aux fins de détecter une. cible ou un aéronef - c'est ce qu'on appelle la fonction radar primaire - et également d'émettre un signal d'interrogation vers cet aéronef, qui possède à son bord un répondeur automatique - c'est ce qu'on appelle la fonction radar secondaire -. Le faisceau rayonné véhiculant l'interrogation est directif, interrogeant dans la direction où l'aéronef a été détecté; toutefois l'on s'est aperçu que le répondeur de l'aéronef interrogé pouvait être déclenché par les lobes secondaires du diagramme d'interrogation dont le niveau risque d'être relativement élevé par rapport à celui du lobe principal. Pour remédier à cet inconvénient, on ajoute à l'antenne unique considérée des moyens dits de contrôle comportant des éléments rayonnants, agissant à la réception de l'interrogation par le répondeur interrogé et à la réception de la réponse de ce dernier par le récepteur concerné, et qui rayonnent suivant un diagramme quasi omnidirectionnel dont le niveau est tel qu'il recouvre les lobes secondaires du diagramme rayonné par l'antenne principale. Cette disposition permet par comparaison, faite dans les circuits associés, de l'amplitude des impulsions reçues du répondeur et de celles de contrôle, de déterminer l'impulsion reçue en réponse à l'interrogation par le lobe principal. Les moyens de contrôle destinés à réaliser ce diagramme de contrôle doivent être tels que le gain des voies de contrôle associées soit supérieur à celui des voies interrogation et réception dans les zones angulaires comprenant des lobes secondaires diagramme directif d'interrogationmais beaucoup plus faible dans la direction de leur lobe principal. suivant une caractéristique de l'invention décrite dans la demande de brevet principal, lafonction radar secondaire est 3?!ie par un réseau linéaire d'éléments rayonnants intégrés totalement dans le réflecteur de l'antenne, le long de la directrice passant par le centre de phase de l'anenne. Dans les réalisations décrites Cars la demande principale, la source d'émission-réception de la fonction radar primaire randonne une onde polarisée rectilignement et croisée par raz port à l1onde polarisée rectilignement émise par les éléments rayonnants de la fonction radar secondaire. Or le principe d'intégration dtun réseau rayonnant dans le réflecteur de l'antenne peut s'appliquer également à d'autres types de sources rayonnantes, notamment les sources émettant des ondes polarisées circulairement ou elliptiquement. Ainsi, on peut réaliser une antenne commune pour radars primaire et secondaire dont les sources d'émission-réception rayonnent des ondes polarisées rectilignement, circulairement ou également elliptiquement. Le but de l'invention est donc de réaliser une antenne commune pour radar primaire et radar secondaire selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 12 ou 13 de la demande de brevet principal, constituée d'une part par un réflecteur unique illuminé par une source primaire jouant le rôle de source d'émission-réception de la fonction radar primaire et d'autre part, par un réseau linéaire d'éléments rayonnants intégrés totalement dans le réflecteur, le long de la directrice passant par le centre de phase de l'antenne, et servant de source d'émission-réception de la fonction radar secondaire, caractérisée en ce que les éléments rayonnants du réseau sont tels qu'ils génèrent des ondes polarisées rectilignement ou circulairement ou eiliptiquement. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortironi de la description suivante, donnée à titre d'exemple non limitatif, et des dessins annexés suivants qui représentent - la figure 1, une coupe d'un réflecteur d'antenne commune pour radars primaire et secondaire selon l'invention, comportant un réseau linéaire d'éléments rayonnants constitués par des guides d'ondes polariseurs; - la figure 2, une variante de réalisation d'un tel réflecteur, dans lequel les éléments du réseau sont constitués par des guides d'ondes polariseurs d'un autre type; - la figure 3, une coupe d'un réflecteur d'antenne commune selon l'invention, comportant un réseau linéaire d'hélices rayonnanties; - la figure 4, une coupe d'un réflecteur d'une antenne commune suivant l'invention, comportant un réseau linéaire de spirales rayonnantes. Comme il a été dit plus haut, différents cas de réalisations d'une antenne commune pour radars primaire et secondaire peuvent se présenter suivant la polarisation des ondes émises par les sources. Ainsi, si la source du radar primaire émet des ondes polarisées rectilignement, la source du radar secondaire peut émettre une onde polarisée rectilignement et croisée par rapport à la première (demande de brevet principal) ou bien une onde polarisée circulairement ou élliptiquement, à condition que ces deux sources ntabsor- bent pas leurs ondes mutuellement. De même, lorsque la source du radar primaire émet une onde polarisée circulairement ou elliptiquement, la source du radar secondaire peut émettre une onde polarisée contrarotative. Dans le cas où la fonction radar secondaire comporte une voie contrôle, celle-ci peut émettre des ondes polarisées différentes de celles émises par la source du radar primaire ou même de celles émises par la source du radar secondaire. Il y a donc deux grandes catégories de réalisation d'éléments rayonnants intégrés dans le réflecteur de l'antenne et constituant la voie du radar secondaire : une première catégorie comportant les éléments émettant des ondes polarisées rectilignement ou circulairernent ou elliptiquement, constitués par les guides d'ondes dotés d'un polariseur à position variable, et une seconde catégorie comportant les éléments émettant des ondes polarisées circulairement ou elliptiquement, constitués par des guides d'ondes à polariseur fixe, par des hélices, ou par des spirales. Ces différentes réalisations sont représentées sur les figures qui vont être décrites maintenant, notamment la figure 1 qui représente schématiquement une vue en coupe d'un réflecteur 1 d'antenne commune pour radars primaire et secondaire. Ce réflecteur 1 comporte un réseau linéaire 2 d'éléments rayonnants générant des ondes polarisées rectilignement ou circulairement (ou elliptiquement). Le réflecteur 1 est réalisé en matériau métallique ou en diélectrique 3 - du mat de verre imprégné d'époxy - recouvert par un tissu 4 de fibres de verre porteur de fils métalliques guipés 40 et 41 croisés. Ces fils sont en général en cuivre de faible épaisseur. Les éléments rayonnants sont constitués par des guides d'ondes polariseurs 2i - i variant de 1 à n, avec n représentant le nombre total d'éléments d'un réseau -, dont le dispositif polariseur 13 est mobile en rotation autour de l'axe longitudinal A de chaque guide, et est situé dans le plan du réflecteur 1. Ce dispositif polariseur 13 est constitué par un réseau plan de lames métalliques parallèles ou par plusieurs réseaux associés de fils métalliques parallèles. Cette association de réseaux de fils vise une meilleure adaptation, et l'espacement comme le nombre de ces réseaux associés permet un réglage de la largeur de la bande de fonctionnement des éléments rayonnants du réseau linéaire 2. Afin que le dispositif polariseur soit équivalent à une partie du réflecteur 1 vis-à-vis de l'onde polarisée émise par la source du radar primaire, il faut que les dimensions de chaque guide d'ondes soient telles qu'il ramène un plan de courtcircuit au niveau du réflecteur 1. Les guides d'ondes 2i sont réalisés dans le réflecteur 1 à partir du même matériau que le réflecteur, recouvert de la même manière par un tissu 4 de fibres de verre porteur de fils métalliques Pour diminuer le volume des guides d'ondes 2i et constituer un ensemble monolithique de réalisation simple, les guides sont remplis de diélectrique 3. Les éléments excitateurs 6 de ces guides 2i - du type plongeur ou cross-bar - sont insérés dans le diélectrique 3 remplissant les guides et comportent une embase coaxiale 7 permettant l'adaptation entre les guides 2i et les lignes coaxiales 8 qui les relient à un système diviseur de puissance 9, placé au dos du réflecteur 1 et identique à celui décrit dans la demande de brevet principal. Lorsque la fonction radar secondaire possède une voie contrôle et que le diagramme de cette voie donné par les éléments rayonnants 2i du réseau, placés dans la face avant du réflecteur 1, n'assure pas le recouvrement correct de la partie arrière du diagramme directif de la voie interrogation, cette voie contrôle est dotée d'un ou plusieurs éléments supplémentaires rayonnant vers l'arrière. Ce peut être un ou plusieurs guides d'ondes 11 formés dans le matériau du capot 10. Ces éléments rayonnants 11 supplémentaires sont en nombre réduit et placés dans le capot 10, dans le plan de symétrie du réflecteur 1 contenant les éléments rayonnants vers l'avant. La figure 2 représente une variante de réalisation d'une antenne commune pour radars primaire et secondaire dont les éléments du réseau rayonnent des ondes polarisées rectilignement ou circulairement ou elliptiquement. Ici, les éléments rayonnants du réseau sont des guides d'ondes polariseurs 2i d'un autre type - i variant de 1 à n, n étant le nombre total d'éléments du réseau 2 -, le dispositif polariseur 14 étant placé à l'intérieur de chaque guide 2i. Ce dispositif 14 est généralement constitué par une lame diélectrique symétrique par rapport à l'axe L1' longitudinal de chaque guide 2i, et mobile autour de cet axe ' pour pouvoir émettre des ondes polarisées rectilignement comme circulairement ou elliptiquement, suivant la voie qui rayonne. Ainsi, on peut réaliser une voie directive du radar secondaire émettant des ondes polarisées circulairement grâce au réseau linéaire 2 et une voie de contrôle émettant des ondes polarisées rectilignement grâce à un certain nombre des éléments 2i de ce réseau 2 pour lesquels le dispositif polariseur 14 a tourné.L'excitation de ces guides 2i est réalisée, co r me pour la figure précédente, et les mêmes éléments portant les mimes numéros ne seront pas décrits une nouvelle fois. Dans un autre exemple de réalisation d'éléments rayonnants réalisés par des guides d'ondes polariseurs dont le dispositif polariseur est placé à l'intérieur de chaque guide, ce dispositif peut être constitué par des iris réglables permettant de modifier l'ouverture du guide suivant la polarisation désirée. Dans les deux figures qui viennent d'être décrites, les éléments rayonnants constitués par des guides d'ondes polariseurs génèrent des ondes polarisées rectilignement ou circulairement ou elliptiquement, suivant la position variable du dispositif polariseur. Lorsque les éléments rayonnants sont constitués par des guides d'ondes à polariseur fixe, ils génèrent des ondes polarisées circulairement ou bien des ondes polarisées elliptiquement, à l'exclusion les unes des autres. Sur la figure 3, les éléments sont constitués par des hélices 15 placées chacune dans une cavité excitatrice 16 de dimensions telles qu'elle ramène un plan de court-circuit au niveau du réflecteur 1. Chaque hélice est reliée au diviseur de puissance 9 par l'intermédiaire d'une ligne coaxiale 150. Sur- la figure 4, les éléments rayonnants sont des spirales 17 placées dans le plan du réflecteur et excitées chacune par une cavité résonnante 18 intégrée dans ce même réflecteur et de dimensions telles qu'elles ramènent un plan de court-circuit au niveau du réflecteur. Ces spirales sont réalisées mécaniquement ou déposées par photogravure sur une plaquette de diélectrique. L'alimentation de chaque spirale se fait par l'intermédiaire d'une ligne coaxiale 170 qui relie la spirale rayonnante 17 au système diviseur de puissance 9. Dans ces deux derniers exemples de réalisation, on peut être amené, comme pour les cas précédents, à placer quelques éléments rayonnants dans le capot arrière pour recouvrir les lobes secondaires arrière du diagramme de rayonnement de la voie interrogation du radar secondaire. On a ainsi décrit une antenne commune pour radars primaire et secondaire pour laquelle les éléments rayonnants du réseau linéaire réalisant la fonction radar secondaire et qui sont totalement intégrés dans le réflecteur de l'antenne, sont tels qu'ils génèrent des ondes polarisées rectilignement ou circulairement ou elliptiquement. REVENDICATIONS 1. Antenne commune pour radar primaire et radar secondaire selon l'une des revendications 1, 2, 4, 5, 12 ou 13 de la demande de brevet principal, constituée d'une part par un réflecteur unique illuminé par une source primaire jouant le rôle de source d'émission-réception de la fonction radar primaire et d'autre part par un réseau linéaire d'éléments rayonnants intégrés totalement dans le réflecteur, le long de la directrice D passant par le centre de phase de Pantenne' et servant de source d'émission-réception de la fonction radar secondaire, caractérisée en ce que les éléments rayonnants du réseau sont tels qu'ils génèrent des ondes polarisées rectilignement ou circulairement ou elliptiquement. 2. Antenne commune suivant la revendication 1, caractérisée en ceque les éléments rayonnants du réseau linéaire générant des ondes polarisées rectilignement ou des ondes polarisées circulairement ou elliptiquement, sont constitués par des guides d'ondes polariseurs (2i) dont le dispositif polariseur (13) est mobile en rotation autour de l'axe longitudinal a de chaque guide, chacun de ces guides (2i) étant de dimensions telles qu'il ramène un plan de court-circuit au niveau du réflecteur (1). 3. Antenne commune suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments rayonnants du réseau linéaire, générant ou bien des ondes polarisées circulairement ou bien des ondes polarisées ellipti quement > à l'exclusion les unes des autres, sont constitués par des guides d'ondes (2i) polariseurs dont le dispositif polariseur (13) est fixe 4. Antenne commune suivant ,es revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le dispositif polariseur (13) des guides d'ondes (2i) est situé dans le plan du réflecteur (1). 5. Antenne commune suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif polariseur (13) est constitué par plusieurs réseaux associés de fils métalliques parallèles. 6. Antenne commune suivant la revendication 4, caractérisée en ce que le dispositif polariseur est constitué par un réseau plan de lames métalliques parallèles. 7. Antenne commune suivant les revendications 2 ou 3, caractérisée en ce que le dispositif polariseur des guides d'ondes (2i) est constitué d'une lame (14) de diélectrique située à l'intérieur de ces guides. 8. Antenne commune suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments rayonnants du réseau linéaire, générant ou bien des ondes polarisées circulairement ou bien des ondes polarisées elliptiquement, sont constitués par des hélices métalliques (15) placées dans des cavités rayonnantes (16) intégrées dans le réflecteur (1) et de dimensions telles qu'elles ramènent un plan de court-circuit au niveau du réflecteur (1). 9. Antenne commune suivant la revendication 1, caractérisée en ce que les éléments rayonnants du réseau linéaire, générant ou bien des ondes polarisées circulairement ou bien des ondes polarisées elliptiquement, sont constitués par des spirales (17) placées dans le plan du réflecteur (1) et alimentées chacune par une cavité résonnante (18) intégrée dans le réflecteur et de dimensions telles qu'elle ramène un plan de court-circuit au niveau du réflecteur.