Brevet FR2619254A1 — publié le 19890210

SOURCE PRIMAIRE A DEUX ACCES ET A DEUX ELEMENTS RAYONNANTS. DESCRIPTION La présente invention a pour objet une source primaire à deux accès et à deux éléments rayonnants. Elle trouve une application dans la réalisation de liaisons hertziennes et notamment dans ta réalisation de réseaux de vidéocommunication. Dans Les Liaisons hertziennes, on utiLise souvent comme antenne un ensemble comprenant un réflecteur et un dispositif rayonnant placé au foyer de ce réflecteur. Ce dispositif est relié à un émetteur et/ou à un récepteur. Le dispositif placé au foyer constitue ce qu'il est convenu d'appeler la "source primaire" de L'antenne. De telles sources peuvent être amenées à travailler en duplexage, c 'est-à-dire simultanément en émission et en réception. Cela suppose évidemment qu'elles présentent deux accès, l'un relié à L'émetteur et l'autre au récepteur. Chacun de ces accès est relié à un élément rayonnant. L'un des éléments travaille en émission et L'autre en réception . Les deux voies doivent être découplées, c'est-à-dire indépendantes l'une de L'autre. Un tel dispositif peut fonctionner également dans un mode dit de multiplexage, où deux voies indépendantes travaillent simultanément en émission (ou en réception), et véhiculent deux ondes portant deux informations indépendantes. On connaît déjà des sources primaires à deux accès. Elles font appel à des dispositifs appelés extracteur de mode ou polariseur en multicouches. Bien que donnant satisfaction à certains égards ces sources sont relativement coûteuses. La présente invention a pour but de remédier à cet inconvénient en proposant un dispositif simple et peu onéreux. L'invention trouve une application avantageuse dans les systèmes travaillant dans la gamme des ondes quasi-millimétriques, gamme qui est utilisée pour de petites liaisons privées, lesquelles doivent rester bon marché. De façon précise, L'invention a pour objet une source primaire pour antenne, qui est caractérisée par le fait que - un premier accès est constitué par un guide d'onde de section rectangulaire ayant un grand côté et un petit côte, ce guide se prolongeant par un tronçon de guide ayant un grand côte identique au grand côté du guide et un petit coté plus large que le petit c8té du guide, ce tronçon de guide se terminant par une plaque conductrice, un premier élément rayonnant étant constitué par deux fentes parallèles aux grands côtes du tronçon de guide et percées dans la plaque conductrice, ces fentes ayant une longueur égale à environ une demi-longueur d'onde dans le vide pour la fréquence centrale de fonctionnement de la source, - un second accès est constitue par un micro-ruban conducteur imprimé sur une bande, cette bande etant disposée sur La plaque conductrice, à l'extérieur du tronçon de guide et entre les deux fentes, un second élément rayonnant étant constitué par deux plaquettes conductrices reliées entre elles et au micro-ruban, Le centre de phase de ces deux éléments et le centre de phase des deux fentes étant confondus. De toute façon, l'invention sera mieux comprise à la Lumière de La description qui suit, d'exemples de réalisation donnés à titre explicatif et nullement Limitatif. Cette description se réfère å des dessins annexes sur lesquels - la figure 1 représente le premier accés et le premier élément rayonnant, - la figure 2 représente le second accès et le second élément rayonnant, - la figure 3 montre l'ensemble des deux éléments rayonnants. La figure 1 montre en coupe (partie a) et en vue de dessus (partie b) le premier accès Al et le premier élément rayonnant R1 de la source de l'invention. Un guide rectangulaire 10 constitue ce premier accès. Il est relié, d'une part, à une transition guide rectangulaire-coaxial non représentée et, d'autre part, à un tronçon de guide 12 fermé par une plaque conductrice 14. Le guide 10 et le tronçon de guide 12 ont un Reme grand coté (perpendiculaire au plan de la figure la, parallèle au plan de la figure lb). La plaque 14 est percée de deux fentes F1 et F2 formant Le premier élement rayonnant R1. Sur la partie b de la figure 1, on voit La direction H du champ magnétique rayonné par les lentes. Le centre de phase 01 de ce premier élément rayonnant est situé au centre de symétrie des deux fentes (cf figure 1b). Cette technique d'excitation de fentes dans un guide n'est pas standard puisque les fentes se situent dans le plan de court-circuit en extrémité du guide. Les dimensions habituelles des guides rectangulaires ne permettent pas de placer deux fentes distantes de 0,5 A et disposées parallèlement au grand côté du guide. Il a donc été nécessaire d'åugmenter la hauteur du guide tout en évitant un rapprochement trop important de la fréquence de coupure du mode TEOl de celle du mode dominant TE10. Dans ces conditions, on remarque que les fentes se situent à L'aplomb des parties conductrices 16 de la discontinuité due au changement de hauteur des guides.Pour minimiser l'effet de cette discontinuité on a choisi une distance fente-discontinuité de L'ordre de 9/4 où N g est la longueur d'onde dans le guide. Dans ces conditions, te plan de court-circuit du guide est parcouru par une distribution de courant constante le long de toute ligne parallèle au petit côté du guide (mode TE10). Les fentes orthogonales à ces lignes de courant sont donc fortement couplées à L'onde incidente. Leur longueur est egale à une demi- Longueur d'onde dans le vide, pour la fréquence centrale utilisée. La figure 2 montre le second acces A2 : il s'agit d'un microruban 24 imprimé sur une bande 20 : le microruban est relié, d'une part, à une transition microruban-coaxial non représentée et, d'autre part, à deux plaquettes conductrices C1 et C2 interconnectées par un conducteur 22. Les deux plaquettes constituent le second élément rayonnant R2. La figure 2 montre la direction du champ électrique E rayonné par un tel élément. Le centre de phase 02 de ce second élément rayonnant est situé entre les deux plaquettes C1, C2. La figure 3 montre La source primaire complète selon L'invention. Elle est constituée par le dispositif de la figure 1 sur lequel est fixé le dispositif de la figure 2, la bande 20 supportant le microruban et les éléments Cl et C2 venant se placer entre les fentes F1 et F2. On obtient ainsi deux éléments rayonnants R1 et R2 ayant même centre de phase (01 et 02 sont confondus). Ces deux éléments ont des polarisations orthogonales. Le diagramme de rayonnement de l'un de ces éléments n'est en rien perturbé par la présence de l'autre élément. Une bonne symétrie de L'ensemble permet d'obtenir un découplage entre les deux accès supérieur à 40 db. Les caractéristiques suivantes ont été obtenues par les inventeurs avec une source telle que celle qui vient d'etre décrite a) caractéristiques générales - bande de fréquence 22 à 22,5 GHz, - polarisations : linéaires orthogonales, - adaptation : taux d'onde stationnaire inférieur à 1,8 dans La bande, - découplage entre accès : supérieur à 40 dB, b) caracteristiques propres à la source primaire - gain : 9,2 dB, - ouverture à 10 de : plan H : 1250 plan E : 1000 c) caractéristiques de L'antenne : - gain : 42 dB, - réflecteur : parabolique décalé, - diamètre du réflecteur : 1 m. A titre seulement explicatif, les dimensions suivantes (en millimètres) peuvent être choisies pour constituer la source de L'invention, pour une utilisation à 22,25 GHz. Les lettres se réfèrent aux notations utilisées sur les figures : 1) Premier acces et premier élement rayonnant (fig. 1) : Coupe de la figure la : Coupe de la figure lb : a = 4,32 h = 6,74 b=9 i = 10,5 c = 6,74 j = 9 d=l k = 1 e = 0,5 l = 4,32 f = 6. 2) Second accès et second élément rayonnant (fig. 2) p = 4,5 a = 2,24 r = 3,5 s = 2,56 REVENDICATION Source primaire pour antenne, cette source comprenant un premier et un second acces découplées reliés à respectivement un premier et un second éléments rayonnants, cette source entant caractérisee par le fait que :: - Le premier acces (Al) est constitué par un guide d'onde (10) de section rectangulaire ayant un grand coté et un petit c8te, ce guide se prolongeant par un tronçon de guide (12) ayant un grand coté de guide identique au grand côté du guide et un petit côte plus large que le petit côté du guide, ce tronçon de guide se terminant par une plaque conductrice (14) le premier élément rayonnant (R1) étant constitué par deux fentes (F1, F2) parallèles aux grands côtes du tronçon de guide et percées dans la plaque conductrice (14), ces fentes ayant une longueur égale à environ une demi-longueur d'onde dans Le vide pour la fréquence centrale de fonctionnement de la source, - le second accès (A2) est constitué par deux éléments conducteurs connectés à un microruban conducteur imprimé sur une bande, le second élément rayonnant (R2) étant constitué par deux plaquettes conductrices (C1, C2) reliées entre elles et au microruban, cette bande étant disposée sur la plaque conductrice (14) à l'extérieur du tronçon de guide de telle manière que ces deux plaquettes soient situées entre les deux fentes (F1, F2), les centres de phase (01, 02) de ces deux éléments rayonnants étant ainsi confondus.