Brevet FR2572594A1 — publié le 19860502

" Excitateur d'antennes pour au moins deux bandes de fré- quence différente ". L'invention concerne un excitateur d'antennes pour au moins deux bandes de fréquence différente, excita- teur constitué d'une partie essentiellement tubulaire, composé d'au moins un répartiteur de polarisation dans lequel sont guidées deux ondes électromagnétiques polarisées perpendiculai- rement l'une par rapport à l'autre, alimentées par lMnter- médiaire de deux conducteurs creux raccordés à ce réparti- teur et d'un tronçon de tube auquel est raccordé au moins un premier conducteur creux guidant une onde électromagné- tique polarisée linéairement, le tronçon de tube prévu pour la bande de fréquence la plus basse ayant des dimensions de section libre supérieures à celles du répartiteur de polari- sation, (US-PS 4 410 866). De tels excitateurs d'antennes sont par exemple utilisés pour l'excitation d'antennes directionnelle avec un réflecteur parabolique pour les liaisons radio par fais- ceau herztien, les liaisons radio avec les satellites, ou le radio reperage. Ils peuvent alors 8tre mis en oeuvre pour l'excitation directe du réflecteur ou bien également pour l'excitation de celui-ci par l'intermédiaire d'un sous- réflecteur (principe Gassegrain). Le terme "excitation" en- globe alors les deux sens de transmission des ondes électro- magnétiques, c'est-à-dire aussi bien les ondes émises que les ondes reçues. 2.- Des répartiteurs de polarisation pour l'exci- tation des réflecteurs sont connus par exemple par le docu- ment US-PS 3 864 688. Ils servent à découpler deux ondes électromagnétiques polarisées linéairement guidées par l'in- termédiaire de conducteurs creux raccordés à ces répartiteurs, de façon que ces ondes ne se perturbent pas réciproquement. Dans ces répartiteurs de polarisation connus, on utilise à cet effet un tronçon de tube cylindrique circulaire, dans lequel débouchent l'un à côté de l'autre, deux conducteurs creux. Le découplage des deux ondes est obtenu par un cer- tain nombre de broches décalées les unes par rapport aux au- tres ou bien par l'intermédiaire d'une bande de tôle tordue, qui sont disposées dans le tronçon de tube entre les points de raccordement des deux conducteurs creux. On provoque ainsi une rotation de 900 de l'une des ondes, si bien que les deux ondes sont perpendiculaires l'une à l'autre. le guidage sans perturbation de deux ondes polarisées orthogo- nalement et de la même bande de fréquence, peut être ainsi obtenu avec ce dispositif connu au prix d'une certaine dé- pense. L'excitateur d'antennes précédemment décrit selon le document US-PS 4 410 866 comporte deux répartiteurs de polarisation, chacun d'eux étant prévu pour une bande de fréquence différente. Cet excitateur d'antennes peut par exemple guider simultanément deux ondes orthogonales de la bande de fréquence 3,7 à 4,2 GHz - dénommée ci-après "bande 4-GHz" - et deux ondes orthogonales de la bande de fréquence ,925 à 6,425 GHz - dénommée ciaprès "bande 6-GHz" -. Dans le répartiteur de polarisation tubulaire alors utilisé pour la bande 4-GHz, sont incorporés des filtres qui ont un effet de court-circuit pour la bande 4-GHz de façon à empêcher une diffusion des ondes dans le sens erroné. Par contre, les ondes de la bande 6-GHz ne doivent pas être perturbées par les filtres. L'incorporation de ces filtres constitués d'oxyde de beryllium et les filtres eux-mêmes, 3.- impliquent une dépense importante. Ils exigent en outre, une fabrication précise. Entre les deux répartiteurs de polarisation, est en outre rapportée une pièce de transi- tion conique qui prolonge l'excitateur d'antennes et l'alour- dit. Son incorporation dans une installation d'antennes de- vient ainsi plus difficile. En outre, cette pièce de transi- tion exige également une fabrication de précision si l'on veut éviter l'apparition de réflexions perturbatrices. L'invention a pour but de créer un excitateur d'antennes pour au moins deux bandes de fréquence, qui est d'une construction plus simple que la construction con- nue. Ce but est atteint, conformément à l'invention dans le cas d'un excitateur d'antennes du type initialement décrit, en ce que le tronçon de tube a une section trans- versale interne circulaire et est directement raccordé au répartiteur de polarisation comportant également une section transversale interne circulaire, le diamètre de section libre du tronçon de tube étant supérieur au diamètre de sec- tion libre du répartiteur de polarisation* Un tel excitateur d'antennes est uniquement constitué des deux éléments reliés entre eux que sont le répartiteur de polarisation et le tronçon de tube. Des piè- ces de transition entre ces deux éléments constitutifs ne sont pas nécessaires et il n'est pas nécessaire non plus d'avoir des éléments de court-circuit spéciaux, grâce aux- quels une diffusion des ondes électromagnétiques dans le sens erroné devrait être supprimée. L'excitateur d'antennes est en conséquence d'une construction simple et d'une lon- gueur axiale aussi réduite que possible. En conséquence, non seulement il peut être fabriqué de façon simple et éco- nomique, mais son poids peut également être réduit par rap- port à la construction connue, de sorte que son montage est plus simple, Des éléments spéciaux de court-circuit qui dans les constructions connues sont toujours nécessaires, ne sont 4.- en conséquence plus utilisés entre le répartiteur de polari- sation et le tronçon de tube, car le tronçon de tube a des dimensions de section libre supérieures à celles du réparti- teur de polarisation. A cet effet, il est prévu à la jonc- tion entre les deux éléments constitutifs des saillies qui ont un effet de court-circuit pour les ondes alimentées dans le tronçon de tube, Ces avantages subsistent lorsqu'une seconde onde polarisée linéairement est couplée dans le tronçon de tube par l'intermédiaire d'un second conducteur creux, cette onde étant perpendiculaire à celle alimentée par le premier conducteur creux. Le second conducteur creux peut être raccordé au tronçon de tube au même emplacement que le premier conducteur creux en étant décalé par rapport à celui-ci de 90 en direction périphérique. Mais il est également possible de raccorder le second conducteur creux avec un effet de coupleur directionnel à un autre emplace- ment sur le tronçon de tube. Un exemple de réalisation de l'objet de l'inven- tion est représenté sur les dessins ci-joints dans les- quels: - la figure 1 représente schématiquement un dispositif d'antenne avec un excitateur d'antennes conforme à l'invention, - la figure 2 montre l'excitateur d'antennes lui-même à plus grande échelle, - la figure 3 est une vue de l'excitateur d'an- tennes de la figure 2 selon la direction de la flèche A, - la figure 4 est un détail de la figure 2 plus grande échelle. Pour des raisons de simplification, on utilise- ra ci-après, au lieu du terme "excitateur d'antennes" le mot plus court "excitateur", et au lieu du terme "répartiteur de polarisation" le mot plus court "répartiteur". La référence 1 désigne le réflecteur parabolique 5.- d'une installation d'antenne, ce réflecteur étant par exem- ple fixé à la pointe d'un mat. Au foyer du réflecteur 1, est rapporté l'excitateur 2 qui est constitué du répartiteur 3 et du tronçon de tube 4. Dans le répartiteur 3, débouchent deux conducteur creux 5 et 6, tandis que deux conducteurs creux 7 et 8 sont raccordés au tronçon de tube 4. L'exci- tateur 2 peut avoir une ouverture 9 s'élargissant en direc- tion du réflecteur 1. Le montage et la disposition des dif- férentes parties de l'installation d'antenne correspond à un état connu de la technique. Il n'y a donc pas lieu d'y revenir plus en détail. L'excitateur 2 sert dans l'exemple de réalisation selon la figure 1, à l'excitation directe du réflecteur 1. Mais il est toutefois également possible en principe d'utiliser l'excitateur 2 pour une installation d'antenne comportant des sous-réflecteurs. Le répartiteur 3 est constitué d'un tronçon de tube avec une section transversale interne circulaire. Il est prévu de façon que deux ondes polarisées linéairement perpendiculaires l'une à l'autre et de la même bande de fré- quence, par exemple de la bande 6-GHz, puissent être guidées en étant découplées. Dans le répartiteur 3 débouchent les deux conducteurs creux 5 et 6 qui s'étendent radialement par rapport au répartiteur tubulaire. Des points o débou- chent les deux conducteurs creux, peuvent être décalés de 900 l'un par rapport à l'autre en direction périphérique, de sorte que l'on a ainsi directement l'assurance que les directions de polarisation des deux ondes alimentées sont perpendiculaires l'une à l'autre. La forme de réalisation du répartiteur 3 est cependant quelconque. C'est ainsi qu'il peut également être prévu dans ce répartiteur, un élément de court-circuit 10 grâce auquel la diffusion dans le mau- vais sens de l'onde alimentée par le conducteur creux 6, est évitée. Mais il est également possible de décaler le point d'alimentation du conducteur creux 5 sur la face frontale 11, fermée de toute façon, du répartiteur 3 de sorte que l'on peut renoncer à l'élément de court-circuit. Un tel répartiteur est par exemple décrit dans le document DE-OS 32 41 890. Le tronçon de tube 4 qui a également une sec- tion transversale interne circulaire, est raccordé directe- ment au répartiteur 3. Le diamètre de section libre du tronçon de tube 4 est supérieur au diamètre de section libre du répartiteur 3, de sorte qu'il en résulte à la jonction des deux éléments constitutifs, une saillie 12 soulignée par un pointillé sur la figure 3. Cette saillie 12 agit comme un barrage ou comme un élément de court-circuit pour l'onde alimentée par l'intermédiaire du conducteur creux 7t de sorte que cette onde ne peut pas diffuser en direction du répartiteur 3, mais uniquement en direction de l'ouver- ture 13, prévue pour l'émission de l'excitateur 2.Par l'in- termédiaire du conducteur creux 7 est alimentée une onde d'une bande de fréquence plus basse par rapport aux ondes du répartiteur 3, par exemple de la bande 4-GHz. les ondes guidées dans le répartiteur 3 peuvent traverser le tron- çon de tube 4 sans être perturbées. le tronçon de tube 4 avec sa section transver- sale interne circulaire, peut également servir de répartiteur pour deux ondes polarisées linéairement, lorsque, par l'in- termédiaire du corps creux 8, on alimente une seconde onde dont la direction de polarisation est perpendiculaire à la direction de polarisation de l'onde amenée par l'intermédiai- re du premier conducteur creux 7. Le conducteur creux 8 peut, comme cela est indiqué en tirets sur la figure 2, être raccordé au tronçon de tube 4 au même emplacement axial que le conducteur creux 7 en étant toutefois décalé de en direction périphérique. Mais il est également possible de raccorder le conducteur creux 8 à un autre emplacement axial du tron- çon de tube 4 à la façon d'un coupleur directionnel (coupleur 0-dB),L'onde ainsi alimentée peut seulement diffuser en di- 7.- rection de l'ouverture 13 de l'excitateur 2, de sorte qu'également à cet emplacement dans le tronçon de tube 4 aucun élément susceptible de perturber l'onde, notamment aucun élément de court-circuit n'est nécessaire. Le couplage de l'onde dans le tronçon de tube 4 s'effectue de façon connue par plusieurs trous 14 (figure 4) dans les parois du tronçon de tube 4 et du conducteur creux 8. Un absorbeur peut être prévu à l'extrémité du conducteur creux 8. Aux orifices de l'excitateur 2, auxquels sont raccordés les conducteurs creux 5 à 8, peuvent être prévus des filtres usuels, faisant partie de l'état de la technique. La construction du reste de l'excitateur 2 n'en est pas influencée. A la jonction entre le répartiteur 3 et le tronçon de tube 4, il peut, en outre, être prévu au moins un gradin périphérique 16 (figure 2), qui améliore l'effet de court-circuit de la saillie 12. Dans l'exemple décrit, l'excitateur 2 est prévu pour deux bandes de fréquence. Par un élargissement appropri6, il peut aussi être utilisé pour trois bandes de fréquence ou davantage. Il suffit par exemple pour une troisième bande de fréquence de raccorder un autre tronçon de tube avec des dimensions supérieures à celles du premier tronçon de tube 4. L'excitateur 2 n'est pas uniquement utilisable pour les deux bandes de fréquence indiquées (bande 4-GHz et bande 6-GHz) mais peut en principe être utilisé pour toute combinaison de deux bandes de fréquence différente, ou davantage. La description précédente suppose que les on- des électromagnétiques sont alimentées par l'intermédiaire des conducteurs creux 5 à 8 et rayonnées par le réflecteur 1. Mais on a le m9me fonctionnement de l'excitateur 2 lorsque les ondes électromagnétiques sont reçues par le réflecteur 1 et guidées par l'intermédiaire de l'excitateur 2 dans les conducteurs creux 5 à 8. 8. R E V E N D I C A T I N S 1.- Excitateur d'antennes pour au moins deux bandes de fréquence différente, excitateur constitué d'une partie essentiellement tubulaire, composé d'au moins un répartiteur de polarisation dans lequel sont guidées deux ondes électromagnétiques polarisées perpendiculairement l'une par rapport à l'autre, alimentées par l'intermédiaire de deux conducteurs creux raccordés à ce répartiteur et d'un tronçon de tube auquel est raccordé au moins un pre- mier conducteur creux guidant une onde électromagnétique polarisée linéairement, le tronçon de tube prévu pour la bande de fréquence la plus basse ayant des dimensions de section libre supérieures à celles du répartiteur de polari- sation, excitateur caractérisé en ce que le tronçon de tube (4) a une section transversale interne circulaire et est directement raccordé au répartiteur de polarisation (3) comportant également une section transversale interne cir- culaire, le diamètre de section libre du tronçon de tube (4) étant supérieur au diamètre de section libre du répar- titeur de polarisation (3). 2.- Excitateur d'antennes selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'un conducteur creux (8) guidant une onde électromagnétique polarisée linéairement est raccordé au tronçon de tube (4) au même emplacement axial que le premier conducteur creux (7), en étant décalé de 90 en direction périphérique par rapport à ce premier conducteur creux (7). 3.- Excitateur d'antennes selon la revendi- cation 1, caractérisé en ce qu'un second conducteur creux (8) guidant une onde électromagnétique polarisée linéaire- ment est raccordé à-la façon d'un coupleur directionnel au tronçon de tube (4), à un emplacement décalé axialement par rapport au premier conducteur creux (7). 4.- Excitateur d'antennes selon l'une quelcon- que des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'à la 9._ jonction entre le tronçon de tube (4) et le répartiteur de polarisation (3) au moins un gradin périphérique (16) est rapporté dans le tronçon de tube (4).