Brevet FR2627016A1 — publié le 19890811

La présente invention concerne des antennes spi- ralées, et plus précisément des antennes spiralées à double mode de fonctionnement. Les principes du fonctionnement à deux modes des antennes spiralées et plus précisément des antennes spira- lées à quatre branches, destinées à une recherche de direction, sont déjà connus, et on sait que leurs circuits associés d'extraction de modes ont tendance à être rela- tivement complexes et présentent des sources correspondantes d'erreurs qui limitent leurs performances. Le fonctionnement en mode double des antennes spi- ralées à plusieurs branches et les propriétés d'impédances des spirales à plusieurs branches ont été décrits dans de nombreuses publications. Il existe une discussion du sujet dans un article de Deschamps and Dyson intitulé "The logarithmic spiral in a single-aperture multi-mode antenna system". I.E.E.E. Trans AP-19 jan. 1971 p 90-95. Il existe aussi une discussion du sujet dans un livre intitulé "Fre- quency independent antennas" de V. Rumsey. Academic Press 1966. La complexité, le coût et la largeur de bande des réseaux d'extraction de modes sont reliés à la fois au nombre de bras spiralés et au nombre de voies de sortie d'antenne et à leurs interconnexions, ceci déterminant alors les propriétés d'impédance entre les voies de sortie de l'antenne. - Nous avons constaté que, de manière générale, les impédances entre les voies de l'antenne ne donnent pas de manière garantie une adaptation efficace à un réseau donné d'extraction de mode pour des interconnexions arbi- traires entre les branches de l'antenne et les voies de sortie et en conséquence des systèmes d'extraction de mode- antenne dans l'ensemble peuvent présenter une largeur de bande de travail réduite. Un objet de la présente invention est l'exploitation de la possibilité de déterminationde direction sur une large bande d'une antenne spiralée à quatre branches par utilisa- tion d'une technique particulière d'interconnexion entre l'antenne et ses voies de sortie afin que des valeurs commodes d'impédance soient présentées au circuit d'extrac- tion de mode (recherche de direction) qui complète le système fondamental de recherche de direction. En outre, pour cette technique particulière d'interconnexion, le cir- cuit d'extraction de mode peut être réalisé sous une forme particulièrement simple. Selon la présente invention, une antenne spiralée à quatre branches est réalisée d'une manière telle que deux branches de la spirale à quatre branches sont reliées afin qu'elles forment une antenne à trois bornes destinées à être associées à une paire d'alimentations coaxiales. Dans un premier mode de réalisation, les deux branches sont reliées l'une à l'autre à leurs extrémités dans la partie centrale de la spirale. Les deux branches sont avantageusement raccordées à leurs extrémités se trouvant dans la région centrale de l'antenne spiralée, leurs extrémités étant sensiblement opposées l'une à l'autre dans cette région centrale. Dans un arrangement préféré, les conducteurs externes des deux alimentations coaxiales sont couplés aux deux branches, et chaque conducteur interne des deux alimentations coaxiales est couplé à une branche respective des deux branches de la spirale à quatre branches avec formation d'un -dispositif à antenne à deux voies destiné à être connecté à un circuit d'extraction de mode. L'antenne à trois bornes est avantageusement couplée aux alimentations coaxiales par des baluns conve- nables. La présente invention concerne aussi un système de recherche de direction ou de formation d'un faisceau comprenant une antenne spiralée à quatre branches telle que définie précédemment, l'antenne étant couplée par deux alimentations coaxiales à un circuit externe. Dans un pre- mier mode de réalisation, les alimentations coaxiales sont couplées à un différentiel à 180 afin que des canaux somme et différence soient formés pour l'information de recherche de direction. La présente invention est décrite plus en détail à titre illustratif en référence au dessin annexé sur lequel: la figure 1 représente une antenne spiralée à quatre branches selon un mode de réalisation de la présente invention; et la figure 2 représente un arrangement d'alimenta- tion centrale de spirale de l'antenne spiralée à quatre branches de la figure 1. On se réfère au dessin; une antenne spiralée 2 comporte quatre branches spiralées A, B, C et D. Comme on peut le noter plus clairement sur la figure 2, les extré- mités internes opposées placées au centre des branches A et B sont interconnectées et reliées à un point E d'alimen- tation d'une connexion, les extrémités internes opposées des branches C et D étant chacune connectée à un point F et G d'alimentation de connexion respectivement. De cette manière, une antenne à trois bornes est réalisée. Les conducteurs externes de masse de deux alimenta- tions coaxiales sous forme de câbles coaxiaux (non repré- sentés) sont couplés au point E d'alimentation de connexion, chaque conducteur interne de la paire de câbles coaxiaux étant couplé à un point respectif d'alimentation de con- nexion F et G.- Le couplage des points E, F et G et des conducteurs des câbles coaxiaux est réalisé par l'intermé- diaire de baluns convenables (non représentés). Lorsque les deux sorties de l'antenne spiralée sont connectées, à haute fréquence ou à fréquence intermé- diaire, à un différentiel à 180 , les canaux somme et dif- férence qui contiennent l'information de recherche de direction, sont obtenus. L'interconnexion particulière décrite précédemment d'une spirale à quatre branches et de ses voies de sortie donne des valeurs d'impédance qui sont commodes pour une adaptation efficace entre les voies de sortie de l'antenne 4- et le circuit d'extraction de mode, et constitue aussi un dispositif très simple d'extraction des modes spiralés per- tinents. Le procédé particulier de raccordement des bras spiralés à l'alimentation donne aussi des valeurs d'impé- dance qui sont commodes pour l'interconnexion des voies, à l'aide des techniques à transformateur balun à couplage réparti ou de baluns quart d'onde répartis, en fonction des réalisations du type "Marchand" ou de leurs dérivés. Les modes de réalisation décrits précédemment donnent une antenne de recherche de direction à deux plans, à large champ de vision et à large bande {plu- sieurs octaves). D'autres utilisations sont les techniques de correction de faisceau (correction d'angle d'erreur), et les techniques de direction de faisceau et de direction- annulation. Dans un système contenant l'antenne décrite pré- cédemment, les modes qui sont excités peuvent permettre une recherche précise de direction ou une conformation du faisceau. Dans un autre mode de réalisation, une antenne à interconnexion semblable, avec un réseau de direction sur la valeur nulle ou d'excitation avec formation de faisceau, couplée à ses deux voies, forme aussi un système destiné à permettre une recherche précise de direction ou une con- formation de faisceau. Bien qu'on ait décrit l'invention en référence à des modes de réalisation particuliers, il faut noter que des modifications peuvent être apportées dans le cadre de l'invention.. Par exemple, alors que, dans les modes de réalisation décrits précédemment, les bras A, B, qui sont reliés au point E d'alimentation de connexion, ont leurs extrémités internes placées en face, dans d'autres modes de réalisation de l'invention, les extrémités internes adjacentes des paires de bras A et C ou A et D ou B et C ou B et D peuvent être connectées afin qu'elles forment un point d'alimentation de connexion commune E. REVENDICATIONS 1. Antenne spiralée à quatre branches, caractérisée en ce que deux branches de la spirale à quatre branches sont reliées l'une à l'autre afin que l'ensemble forme une antenne à trois bornes destinée à être associée à une paire d'alimentations coaxiales. 2. Antenne spiralée à quatre branches selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux branches de la paire sont reliés à leurs extrémités se trouvant dans la région centrale de la spirale à quatre branches. 3. Antenne spiralée à quatre branches selon la revendication 2, caractérisée en ce que les extrémités des branches de la paire sont sensiblement opposées l'une à l'autre dans la région centrale. 4. Dispositif comprenant une antenne spiralée à quatre branches selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les conducteurs externes des alimentations coaxiales sont couplés aux bras de la paire et chaque conducteur interne des deux alimentations coaxiales est couplé à l'une des deux autres branches de la spirale à quatre branches, avec formation d'un dispo- sitif à deux voies permettant la connexion à un circuit d'extraction de mode. 5. Dispositif selon la revendication 4, caracté- risé en ce que l'antenne à trois bornes est couplée à des alimentations coaxiales par l'intermédiaire de baluns. 6. Système de recherche de direction, comprenant un dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, carac- térisé en ce que les alimentations coaxiales sont couplées à un différentiel à 180 , si bien que des canaux somme et différence, qui contiennent l'information de recherche de direction, sont obtenus. 7. Système de recherche de direction ou de mise en forme de faisceau, comprenant un dispositif selon l'une des revendications 4 et 5, caractérisé en ce que l'antenne est couplée par les deux alimentations coaxiales à un circuit d'extraction de mode ou-de conformation de faisceau.