Brevet FR2490024A1 — publié le 19820312

EI S/VAL La présente invention concerne une antenne pour missile; elle concerne également le missile sur lequel une telle antenne est installée. Les missiles actuels sont généralement équipés de dispositifs électromagnétiques permettant soit leur guidage soit la commande de mise à feu lorsque la cible est située à une distance inférieure à une distance donnée du missile. Ces dispositifs comportent une antenne dont les dimensions sont non négligeables et cette antenne est généralement disposée dans la pointe du missile interdisant ainsi 1O l'implantation d'éléments divers dans cette partie du missile et occasionnant une perte importante de place. La présente invention vise à pallier cet inconvénient par l'utilisation d'une antenne disposée dans la paroi du radome servant de pointe au missile, libérant de ce fait presque complètement le volume intérieur de cette pointe. Selon une caractéristique de l'invention, l'antenne pour missile comporte un guide d'onde formé par deux surfaces conductrices parallèles équidistantes possédant un axe de symétrie coincidant avec celui du missile, la surface conductrice extérieure de ce guide d'onde étant percée de fentes, et les surfaces constitutives du guide ayant une forme telle qu'elles sont partie de la pointe du missile. D'autres avantages et caractéristiques de l'invention appa- raîtront dans la description qui suit, illustrée à l'aide des figures qui représentent: - la figure 1, l'emplacement de l'antenne selon l'invention sur la pointe du missile, - la figure 2, un exemple de disposition des fentes rayonnantes sur la surface extérieure de l'antenne selon l'invention, - la figure 3, un schéma montrant une vue en coupe de l'antenne selon l'invention montée dans la pointe d'un missile et, - la figure 4 une antenne selon l'invention réalisée sur le corps cylindrique d'un missile. L'art antérieur présente différents types d'antennes pour les missiles. Les plus courantes sont constituées d'un ou de plusieurs guides d'ondes rectilignes percés de fentes réparties de telle façon que le diagramme de rayonnement présente les caractéristiques souhaitées. Ces guides d'ondes sont généralement placés dans le radome du missile de façon que leur axe de symétrie coincide avec celui du missile. Les dimensions importantes de ces antennes à guides d'ondes et plus particulièrement leur longueur, interdisent l'implantation d'autres dispositifs dans la pointe du missile. L'invention remédie à ces inconvénients en n'utilisant, pour cette antenne, que l'épaisseur de la pointe du missile, laissant ainsi entièrement disponible le volume intérieur de cette pointe pour l'implantation de dispositifs divers, tel que par exemple les circuits électroniques associés à ces antennes. La figure 1 représente un schéma d'une pointe de missile. Elle comporte trois parties 2, 3, 10 distinctes. La partie supérieure 3 représente l'extrémité de la pointe du missile et du fait de sa taille et de sa forme effilée elle est constituée d'un matériau massif résistant aux contraintes mécaniques et thermiques, très impor- tantes dans le cas d'un missile. La partie inférieure 10 de la pointe du missile qui est fixée sur le corps 1 du missile peut être réduite, et même supprimée si les caractéristiques radioélectriques de l'antenne constituée par la partie centale 2 nécessitent des dimensions importantes. La figure 2 représente un schéma de la surface de l'antenne 2 suivant l'invention dans le cas particulier d'une pointe de missile de forme conique. Sur cette figure, les fentes rayonnantes 4 sont disposées selon des génératrices 5 du cone 2 constituant le guide d'onde suivant ainsi les lignes de courant générées par l'excitation de ce guide d'onde. Ces fentes n'ont pas une forme particulière imposée. Elles peuvent être rectangulaires, oblongues, en haltère, ellipsoïdales également, et dans la pratique, elles présentent les mêmes caractéristiques que celles utilisées dans les guides d'ondes rectangulaires: La conductance est d'autant plus forte que l'inclinaison des fentes est grande par rapport aux génératrices du cône, le maximum étant obtenu pour une inclinaison de 900 et le minimum pour une inclinaison de O . - La résonance des fentes sera obtenue en ajustant leur longueur d'environ une demi-longueur d'onde corrigée des effets de bord et du couplage entre fentes et, si le guide est rempli de diélectrique, de la présence de ce diélectrique. - La sélectivité sera obtenue en réglant la largeur des fentes qui est de quelques dizièmes de la longueur d'onde. Pour obtenir un rayonnement en phase de toutes les fentes, celles-ci seront inclinées dans un même sens par rapport aux lignes de courant, cette inclinaison peut être positive ou négative. - Le diagramme de rayonnement suivant l'axe de l'engin sera obtenu en choisissant la répartition d'amplitude en jouant sur l'inclinaison des fentes. - Le diagramme de rayonnement en roulis pourra être choisi parfaitement de révolution autour de l'axe de l'engin. Pour cela, il suffira de disposer sur la surface extérieure du cône un réseau de fentes espacées d'environ 0,7 longueur d'onde pour éviter les lobes de réseaux. - Pour obtenir une loi de phase donnée pour le rayonnement des fentes, il est possible de faire varier la phase en modifiant correctement les distancces entre deux fentes consécutives. La figure 3 montre à titre d'exemple une vue en coupe d'une pointe de missile représentée aux figures 1 et 2. Outre les éléments déjà décrits, elle comporte les deux surfaces conductrices parallèles 6 et 7 présentant un même axe de symétrie 12 coïncidant avec l'axe de symétrie du missile et une prise coaxiale d'alimentation 9 dont l'âme centrale se termine par un plongeur 8; celui-ci pénètre dans le guide d'onde et permet ainsi d'exciter un mode de propagation à symétrie de révolution dans le guide d'onde radial 2 constitué par les deux surfaces conductrices 6 et 7. Ainsi le champ électrique E se trouve à tout moment perpendiculaire aux parois conductrices 6 et 7. La paroi 7 est percée de fentes 4 (Fig. 2) permettant le rayonnement de l'onde électromagnétique. Le matériau compris entre les surfaces conductrices 6 et 7 pourra être aussi bien de Pair qu'une matière diélectrique. Cette dernière aura Pavantage de réduire la longueur d'onde guidée et ainsi de permettre une réduc- tion de la distance entre les deux surfaces conductrices 6 et 7. Ainsi, par exemple l'antenne pourra être constituée de deux surfaces métalliques déposées sur un substrat diélectrique formant le radome proprement dit et les fentes sont alors obtenues par gravure. Quant au diélectrique il peut être protégé par un vernis, une peinture ou une peau plastique. Cette technique permet de la sorte de réaliser avec un faible coût des antennes pouvant fonctionner même dans le domaine des ondes millimétriques. L'antenne pourra également être constituée en métal et les fentes seront protégées par une peau en plastique. Cette antenne réalisée suivant les enseignements de l'inven- tion fonctionne comme une antenne à fentes classique en mode résonnant et en mode non résonnant. En mode résonnant, une onde de mode TE 01 se propageant, le guide d'onde de forme rectangulaire par exemple est fermé par un court circuit, les fentes de type "shunt" sont disposées toutes les g 2 pour tenir compte du sens des lignes de courant et les faire rayonner en phase. La fente proche du court-circuit est située à È\ g/4 de ce dernier. La direction du faisceau est perpendiculaire à la surface de l'antenne. En mode non résonnant encore appelé "mode progressif" le guide est parcouru par une onde progressive qui s'atténue à mesure qu'on s'approche de l'extrêmité du guide. Celle-ci est généralement constituée par une charge qui absorbe le reliquat de puissance non rayonnée. Dans certains cas cette charge absorbante peut être supprimée, les dernières fentes du guide jouent le rôle d'une charge rayonnante adaptée. Ce mode de fonctionnement est généralement utilisé pour incliner le faisceau ou modifier la forme (diagramme en cosécante). L'inclinaison du faisceau est par exemple obtenue en espaçant les fentes d'une quantité d x 1o 2 1 _ sin e 0 est l'angle de dépointage désiré par rapport à la normale de l'antenne. Dans ce qui précéde, on a décrit l'antenne suivant l'invention comme constituant le radome d'un missile dont l'extrémité est en pointe, le guide d'onde qu'elle constitue étant alors de forme conique. L'antenne selon l'invention est tout aussi bien réalisable sur un engin dont l'extrémité avant a une forme ogivate ou semi-hémis- phérique. Elle est également réalisable sur la partie cylindrique d'un engin dont le diamètre serait faible vis à vis de la longueur d'onde c'est à dire que le diamètre serait de quelques longueurs d'onde. La figure 4 représente sous une forme schématique une telle antenne réalisée sur le corps cylindrique d'un missile, les fentes étant faites le long de génératrices du cylindre. Cette figure ne nécessite pas une description particulière, on y retrouve des éléments tout à fait semblables à ceux de la figure 1 par exemple. On a ainsi décrit une antenne pour missile, et un missile la comportant. REVENDICATIONS 1. Antenne pour missile constituée par un ou plusieurs guides d'onde à fentes placés dans le radome du missile, caractérisée en ce qu'elle comporte un guide d'onde (2) formé par deux surface con- ductrices parallèle (6,7) équidistantes possédant un axe de symétrie (12) coincidant avec celui du missile, la surface conductrice exté- rieure (7) de ce guide d'onde étant de plus percée de fentes (4), et les surfaces constitutives du guide ayant une forme telle qu'elles sont partie du corps du missile. 2. Antenne pour missile suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que les surfaces constitutives (6,7) du guide sont partie de la pointe du missile. 3. Antenne pour missile suivant la revendication 1, caracté- risée en ce que les surfaces constitutives (6,7) du guide sont partie du corps cylindrique du missile. 4. Antenne pour missile selon la revendication 1, caractérisée en ce que le guide d'onde (2) est alimenté en, un point correspondant à l'intersection de ce guide d'onde (2) avec l'axe de symétrie (12) du missile. 5. Antenne pour missile selon la revendication 4, caractérisée en ce que l'alimentation comporte une fiche coaxiale (9) dont l'âme centrale se termine par un plongeur (8) situé dans le guide d'onde. 6. Antenne pour missile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fentes (4) sont situées sur des lignes (5) appartenant à des plans comprenant l'axe de symétrie (12) du missile. 7. Antenne pour missile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les fentes (4) forment un réseau rayonnant. 8. Antenne pour missile selon la revendication 4, caractérisée en ce que les fentes (4) situées sur une même ligne (5) sont équidistantes et alimentées en phase. 9. Antenne pour missile selon la revendication 1, caractérisée en ce que les surfaces conductrices (6, 7) sont disposées de part et d'autre d'une matière diélectrique formant la pointe ou le corps cylindrique du missile. 10. Missile, caractérisé en ce qu'il comporte une antenne selon l'une quelconque des revendications précédentes.