Brevet FR2629279A3 — publié le 19890929

FR 2629279 A3 19890929 FR 8902420 A 19890224 Cornet d'antenne compact à large bande. La présente invention concerne un cornet d'antenne compact à large bande doté d'une ouverture circulaire et présentant une gorge annulaire axiale dans la zone de ia paroi intérieure du cornet s'évasant en cône. Des cornets d'antenne de ce type sont essentiellement utilisés en tant que systèmes d'alimentation dans des antennes à réflecteur, dans lesquelles il importe d'obtenir dans les plans E et H des diagrammes de rayonnement qui soient le plus uniforme possible. Ainsi, la littérature spécialisée (Dr. A. Kumar Reduce crosspolarisation in reflector-type antennas, Microwawes, mars 1978, pages 48 à 51) a déjà décrit deux types de base de cornets d'antenne de ce type, à savoir d'une part, l'antenne à guide d'ondes comprenant un adaptateur symétrie-asymétrie qui entoure l'ouverture duy guide d'ondes et d'autre part, l'antenne à guide d'ondes comprenant un adaptateur symétrie-asymétrie dont le bord extérieur est décalé axialement en direction de l'ouverture par rapport à l'ouverture du guide d'ondes. La demande de brevet DE 3 442 387 décrit plusieurs exemples de mise en oeuvre de cornets d'antennes en entonnoir qui présentent un ou plusieurs canaux annulaires axiaux dont la profondeur correspond à peu pres à un quart de la longueur d'onde de la .fréquence de service. Les deux documents mentionnent certes les propriétés particulièrement bonnes de cornets d'antenne de ce type quant aux diagrammes de rayonnement et à la polarisation croisée, mais ils n'indiquent absolument pas comment ces propriétés peuvent être obtenues de manière reproductible. En outre, les cornets d'antenne dotés de plusieurs gorges coaxiales et ceux dotés de plusieurs adaptateurs symétrie-asymétrie coaxiaux ont un encombrement trop important pour pouvoir être utilisés dans des réseaux. En outre, dans le cas d'une disposition serrée dans un réseau, la caractéristique de chaque cornet d'antenne est influencée par la dégradation du fait du "mutual coupling", étant donné que la conversion des modes s'étend encore plus fortement dans l'entourage proche de l'espace libre. L'invention a par conséquent pour objet de développer un cornet d'antenne du type initialement mentionné, compact et par conséquent particulièrement adapté pour des réseaux Multifeed de telle sorte qu'il se caractérise, sur une large bande de fréquences, par un rendement de surface élevé et un faible découplage de polarisation croisée. Cet objectif est atteint par les caractéristiques suivantes a) le cornet présente un angle d'ouverture (#) de l'ordre de 32 . dA/#m # # # 48 . dA/#m ; b) le diamètre d'ouverture (dA ) peut être choisi dans la fourchette de m m Il convient à présent d'expliquer plus en détail un exemple de mise en oeuvre de l'invention représenté sur les dessins.La figure unique représente une coupe longitudinale schématique simplifiée d'un cornet d'antenne. Le cornet d'antenne H est dans le cas d'émission alimenté par un guide d'ondes circulaire HL qui présente un diamètre intérieur dH dans lequel le type d'onde H11 peut être propagé dans la gamme de fréquence de service. Le guide d'ondes circulaire HL se prolonge directement par le cornet d'antenne H s'élargissant en cône selon l'angle e/2. La partie conique K s'élargit jusqu'à ce qu'elle atteigne le diamètre intérieur d de la c gorge axiale R. Ce diamètre intérieur d peut être c choisi dans la fourchette de c c dA - 0,6 . tg(#/2) -. > m # d = d - 0,4 . tg(#/2) tg( & 2) . c A m désignant la fréquence médiane de la gamme de m fréquence de service. La profondeur 1 de la gorge R c est de préférence de l'ordre de 0,23 .#m Le diamètre extérieur de la gorge R est égal au diamètre d'ouverture dA du cornet d'antenne H. Il peut être choisi dans la fourchette. 1,1 . A m = La longueur 1 z de la partie cylindrique Z de la paroi extérieure du cornet H s'étendant jusqu'à l'ouverture du cornet peut être choisie dans a fourchette de 0,4 . (dA-d )/tg(B/2) 1 lu(0,6 . (dA d )/tg(#/2). Z- Le choix de l'angle d'ouverture e de la partie conique K du cornet H dépend des exigences particulières à l'égard du cornet d'antenne et de la longueur maximale admissible du cornet d'antenne. Plus 1 angle d'ouverture augmente et plus la longueur 1H du cornet diminue. On obtient ainsi un cornet d'antenne qui est conçu de manière très avantageuse en ce qui concerne la longueur et le diamètre. La composante de rayonnement de polarisation croisée est atteinte dans la zone de la direction du rayon principal, en particulier par la superposition conforme à la phase et à l'amplitude des types d'ondes générés dans le cornet d'antenne (H 11 , H12, E1l). Les types d'ondes les plus élevés E 11 et H12 sont produits de manière connue à l'aide d'une gorge concentrique R qui est réalisée dans la paroi intérieure du cornet d'antenne H s'élargissant en cône. La profondeur de cette gorge correspond à peu près à un quart de la longueur d'onde moyenne du type d'onde coaxial H11. Ainsi, le type d'onde H11 introduit par l'intermédiaire d-u guide d'ondes circulaire HL et le type d'onde coaxial H 11 produit dans la gorge R se superposent en opposition de phase dans la zone du point de couplage de la gorge R. Avec un coeffici.ent d'excitation choisi de manière particulière et qui est déterminé pour l'essentiel par le rapport entre le diamètre extérieur et le diamètre intérieur de la gorge R, on obtient, du fait de la continuité des changements de champs pour une réflexion très réduite dans la zone d'alimentation, une excitation presque exclusive dans la zone conique du cornet d'antenne des types d'ondes H11, E11 et H12 qui sont superposés pour former "le type d'onde quasi hybride" désiré. Des types d'ondes plus élevés ne sont excités qu'avec une intensité réduite négligeable, si bien que contrairement aux cornets d'antenne dotés d'adaptateurs symétrieasymétrie, on obtient une répartition efficace de l'énergie sur la section transversale de l'ouverture et partant, un meilleur rendement de surface. L'apparition de dispersions de type d'ondes est évitée par le fait que la zone d'excitateur se trouve à une distance de l'ouverture du cornet qui est petite comparée à la longueur d'onde. Dans un modèle de laboratoire dont la longueur 1H est égale à 0,55 > , et le diamètre d'ouverture dA est égal à 1,7 > , on a mesuré à l'intérieur de la zone de largeur de bande relative de 12%, un découplage de polarisation croisée inférieur à -30 dB pour un rendement de surface supérieur à 76% et un rapport d'amplitudes de tension d'ondes stationnaires (SWVR) inférieur à 1,1. Outre le faible découplage de polarisation croisée, l'avantage d'un cornet d'antenne de ce type réside en particulier dans le rendement de surface élevé qui est de première importance lorsque le cornet d'antenne est utilisé dans un réseau. REVENDICATION Cornet d'antenne compact à large bande doté d'une ouverture circulaire et présentant une gorge annulaire axiale dans la zone de la paroi intérieure du cornet s'évasant en cône, caractérisé par les caractéristiques suivantes a) le cornet (H) présente un angle d'ouverture (e) de l'ordre de 320 dA/#m = = m pour la fréquence médiane de la gamme de fréquence de service c) le diamètre intérieur (d ) de la gorge (R) peut être choisi dans la fourchette de dA-0,6 . tg(9/2) m= O,4.(dA -d0)/tg(#/2)=lZ=O,6(dA-d0)/tg(#/2).