Brevet FR2631745A1 — publié le 19891124

DISPOSITIF DE PROTECTION D'UNE ANTENNE, NOTAMMENT oe lE GIVRE La présente invention a pour objet un dispositif de protection d'une- antenne, notamment contre le givre, le dispositif étant du type radôme. Un tel dispositif est notamment applicable à la protection d'une antenne à balayage électronique d'un système d'aide à l'atterrissage du type MLS (initiales de l'expression anglo-saxonne Microwave Landing System, système d'atterrissage microonde). Ainsi qu'il est connu, un radôme doit répondre à plusieurs impératifs: - sur le plan électromagnétique, il doit être aussi transparent que possible aux ondes émises et reçues par l'antenne qu'ü protège, ce qui conduit à choisir des matériaux présentant une faible constante diélectrique - sur le plan mécanique, il doit présenter une rigidité suffisante, à la fois pour pouvoir protéger efficacement l'antenne et pour ne pas subir trop de déformations, sous l'effet du vent notamment, de sorte à ne pas faire varier sensiblement l'épaisseur d'air entre l'antenne et lui-même une telle variation est en effet une cause de dégradation du diagramme de rayonnement de l'antenne. En outre, un tel radôme est soumis aux intempéries pluie, givre ou glace notamment sont particulièrement gênants du fait que les constantes diélectriques de l'eau et de la glace sont très différentes de celles de l'air et leur présence perturbe le diagramme de l'antenne. Ceci est particulièrement important pour la glace : en effet, l'eau en général s'écoule alors que la glace n'est évacuée que si le radôme comporte un système de dégivrage; en outre, la glace ne se dépose pas forcément de manière uniforme sur le radome, ce qui constitue une source supplémentaire de perturbation. Pour effectuer le dégivrage d'un radôme, il est connu d'utiliser des fils électriques chauffants. Cette solution présente un certain nombre d'inconvénients, notamment le fait qu'elle n'est applicable que lorsque l'antenne émet et reçoit une onde dont la polarisation est linéaire et rigoureusement perpendiculaire à la direction des fils chauffants, disposés parallèlement les uns aux autres. En outre, cette solution est très fortement consommatrice de puissance électrique et, ce, d'autant plus que l'antenne a une grande surface, ce qui est le cas d'une antenne à balayage électronique pour un système MLS. Egalement, le coût de réalisation d'un tel radôme est élevé. Enfin, un radôme de ce type ne dégivre en général que partiellement la surface de l'antenne, au niveau des fils, laissant ainsi subsister des bandes de givre qui perturbent le diagramme de l'antenne. Ce dernier inconvénient conduit à diminuer le pas des fils, mais celui-ci peut devenir trop petit devant la longueur d'onde de fonctionnement de l'antenne, les fils de dégivrage formant alors réflécteur. La présente invention a pour objet un dispositif permettant d'assurer le dégivrage sans présenter les inconvénients précédents. A cet effet, on forme un radôme comportant deux feuilles minces de matériau rigide à faible constante diélectrique, tel qu'un polycarbonate, les feuilles étant sensiblement parallèles entre elles et disposées devant l'ouverture de l'antenne. Entre ces feuilles, on dispose des cloisons sensiblement normales aux feuilles, formant des conduits dans lesquels on établit une circulation de fluide dont la température permet d'assurer le dégivrage du radôme. D'autres objets, particularités et résultats de l'invention ressortiront de la description suivante, illustrée par les dessins annexés, qui représentent - les figures 1, a, b, c et d, différentes variantes de réalisation du radôme du dispositif suivant l'invention; - la -figure 2a, un mode de réalisation du montage du dispositif suivant l'invention devant une antenne à balayage électronique pour un système MLS et la figure 2b, un détail de la figure 2a. Sur ces différentes figures, les mêmes références se rapportent aux mêmes éléments. La figure la représente donc un premier mode de réalisation du radôme utilisé dans le dispositif selon l'invention. Ce radôme comporte deux feuilles minces 21 et 22 de matériau rigide à faible constante diélectrique, sensiblement planes et disposées sensiblement parallèlement l'une à l'autre. Elles sont disposées devant l'ouverture de l'antenne à protéger (non représentée), par exemple sensiblement parallèles au plan d'ouverture de l'antenne constitué par le plan de l'antenne elle-même si celle-ci est plane. Entre les feuilles 21 et 22 sont disposées des cloisons 23, par exemple sensiblement perpendiculairement aux feuilles, de façon à former des conduits 24. Les conduits 24 sont destinés à recevoir un fluide dont on assure la circulation et dont la température est suffisante pour dégivrer le radôme ainsi formé ; le fluide peut être constitué par de l'air. Chacune des feuilles 21 ou 22 est donc réalisée en un matériau à faible constante diélectrique, à savoir aussi voisine de l'unité que possible, rigide, présentant de préférence une bonne résistance aux chocs et une faible absorption d'eau. Elle est par exemple réalisée en matés'au thermoplastique tel qu'un polycarbonate A titre d'exemple, le polycarbonate commercialisé sous la marque LEXAN par la société General Electric ou celui de la société RÖHM, sous le nom de MACROLON, conviennent. Les cloisons 23 sont par exemple des plaques planes disposées sensiblement parallèlement les unes aux autres ; elles peuvent être avantageusement réalisées dans le même matériau que les feuilles 21 et 22; elles sont ou non de meme épaisseur que ces dernières. La figure lb représente une variante de réalisation de la figure précédente, vue en coupe. Selon cette variante, il a été ajoutée une cloison intermédiaire 25, sensiblement parallèle aux feuilles 21 et 22. Cette cloison 25 peut être avantageusement réalisée dans le meme matériau que les feuilles 21 et 22. La tenue mécanique du radôme étant assurée principalement par les feuilles 21 et 22 et les cloisons 23, l'épaisseur de la cloison intermédiaire 25 peut être plus faible. Cette variante permet, d'une part, d'améliorer la résistance mécanique du radôme et, d'autre part, de réduire le volume du fluide de dégivrage qui circule dans les conduits 24 et, par suite, d'améliorer l'efficacité du dégivrage. La figure 1c représente une autre. variante, vue en coupe, du radôme utilisé dans le dispositif selon l'invention; cette variante est destinée à renforcer sa résistance mécanique. Sur cette figure, on retrouve la feuille 22 et les cloisons 23 mais la feuille 21 n'est plus une lame à face parallèle : sa face interne présente des renforcements 26 au droit des cloisons 23. Cette variante de structure renforcée peut bien entendu être combinée avec la variante de la figure lb. La figure id représente une autre variante du radôme utilisé dans le dispositif selon l'invention, également vue en coupe, permettant d'augmenter la résistance mécanique. Selon cette variante, on -utilise deux structures telles qu'illustrées précédemment, par exemple sur la figure la, repérées 10 et Il, disposées l'une sur l'autre de sorte que les conduits 24 de chacune des structures ne soient pas parallèles, mais par exemple sensiblement orthogonaux. Les structures 10 et 11 sont fixées l'une sur l'autre de préférence par collage homogène de faible épaisseur sur toute la surface des feuilles en regard, à l'aide d'une colle présentant une faible constante diélectrique. A titre d'exemple, la colle REDUX 410, fabriquée par la société CIBA GEIGY ou encore une dilution de polycarbonate dans un cyano-acrylate de méthyle, conviennent. La figure 2a représente un mode de réalisation du montage du dispositif selon l'invention devant une antenne, par exemple une antenne à balayage électronique d'une station de type MLS. Sur cette figure, on a donc représenté une antenne 2, par exemple plane et de forme générale carrée ou rectangulaire, vue de dessus. Dans le cas du MLS, cette antenne est constituée par la juxtaposition de guides ê fentes formant une face avant 20 métallique de grande dimension. Cette antenne et ses circuits électroniques (non représentés) sont enfermés dans une cabine 4, fermée de façon étanche par le radôme selon l'invention, repéré globalement 1. Cette cabine 4 renferme également des moyens de climatisation 6 susceptibles d'assurer le chauffage et la circulation d'un fluide, de préférence de l'air. On a encore représenté par des flèches 51 et 52, respectivement, la circulation du fluide entrant et sortant du radôme 1.A titre d'exemple, on a représenté un système de climatisation en circuit ouvert 1l peut être constitué par tous moyens connus, par exemple par un ventilateur dirigeant l'air prélevé dans la cabine 4 vers des résistances chauffantes, puis vers le radôme. Le système de climatisation peut également -fonctionner en circuit fermé. Le radôme 1 est enserré dans un cadre 3 démontable, lequel vient s'encastrer dans une ouverture prévue à cet effet dans la cabine 4, comme représenté plus en détail sur la figure 2b. Dans une variante, la face extérieure 12 du radôme 1 est recouverte d'une couche de matériau hydrophobe pour faciliter l'écoulement de l'eau. Sur la figure 2b, on a représenté de façon fractionnaire un mode de réalisation du montage du radôme selon l'invention. Sur cette figure, on retrouve l'extrémité de la cabine 4, le cadre 3 et le radôme 1. A titre d'exemple, le radôme 1 est constitué comme représenté sur la figure îd et il est disposé de sorte que la circulation d'air s'effectue principalement dans celle de ses couches qui est située vers l'extérieur de la cabine, la couche 10 sur le schéma. La cabine 4 présente un épaulement 40 destiné à recevoir le cadre 3. Ce dernier est tout d'abord monté sur le radôme 1, comme décrit ei-après, puis fixé sur l'épaulement 40, au moyen par exemple de vis 36, par l'intermédiaire de moyens 34 formant joint d'étanchéité. Le cadre 3 a pour fonction de permettre le montage du radôme 1 sur la cabine 3. Il comporte au moins deux parties, 38 et 37. La première partie, 38, située vers l'extérieur de la cabine 4, est destinée à être fixée par les moyens 36 sur la cabine; elle reçoit le radôme par l'intermédiaire par exemple de deux joints rigides 31 portés par un profilé 33, lui-même fixé à la pièce 38; pour parfaire l'étanchéité, ltextrémité de la pièce 38 repose sur le radôme 1 par l'intermédiaire d'un joint souple 32. La deuxième partie, 37, située vers l'intérieur de la cabine 4, reçoit le radôme comme la partie 38, par deux joints rigides 31 portés par un profilé 33; la pièce 37 est fixée sur la pièce 38, par exemple par des vis 35, après mise en place du radôme 1; enfin, la pièce 37 comporte une ouverture 39 permettant le passage du fluide de dégivrage (flèche 52). On a ainsi décrit un dispositif qui, outre les propriétés recherchées de bonne résistance mécanique et de transparence aux ondes électromagnétiques, présente notamment les avantages suivants - assurer un dégivrage uniforme, du fait que le chauffage est assuré sur toute la surface du radôme - pouvoir protéger des antennes de grandes dimensions (pouvant atteindre plusieurs mètres carrés) tout en maintenant une épaisseur e sensiblement constante entre le radôme 1 et la face avant 30 de l'antenne, du fait de sa rigidité - pouvoir affecter des formes non planes, par cintrage à froid ou thermoformage, permettant de réaliser un radôme courbe - être de faible coût, du fait des matériaux utilisés. La description faite ci-dessus l'a été bien entendu à titre d'exemple non limitatif. C'est ainsi notamment qu'elle a été faite dans le cadre particulier d'une antenne plane, étant entendu que le dispositif selon l'invention s'applique å la protection d'une antenne non plane, telle qu'une antenne à réflecteur, le radôme étant alors disposé par exemple sensiblement parallèlement au plan d'ouverture de l'antenne. Par ailleurs, la radôme n'est pas obligatoirement parallèle au plan d'ouverture de l'antenne : sa forme et sa disposition peuvent être en effet utilisées pour améliorer la diagramme de l'antenne, étant entendu que l'exigence de rigidité mécanique demeure. REVENDICATIONS 1. Dispositif de protection d'une antenne, caractérisé par le fait qu'il comporte un radôme (1) formé par une structure comportant deux feuilles (21,22) de matériau rigide à faible constante diélectrique, disposées sensiblement parallèlement entre elles et devant l'ouverture de l'antenne (2), et des cloisons (23) disposées entre les feuilles pour former des conduits (24); le dispositif comportant en outre des moyens de circulation et de chauffage d'un fluide (6), assurent la circulation du fluide dans les conduits, la température du fluide permettant d'assurer le dégivrage du radôme. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que le fluide est de l'sir. 3. Dispositif selon l'une des revendications précédentes, caractérisé par le fait que les cloisons du radôme forment des conduits sensiblement parallèles les uns aux autres. 4. Dispositif selon les revendications 1 et 3, caractérisé par le fait que le radôme comporte deux structures (10,11) disposées l'une sur l'autre, de sorte que leurs conduits respectifs soient sensiblement normaux. 5. Dispositif selon la revendication 4, caractérisé par le fait que les structures sont collées 6. Application du dispositif selon l'une des revendications précédentes à la protection d'une antenne plane à balayage électronique, caractérisé par le fait que les feuilles sont disposées sensiblement parallèlement au plan de l'antenne.