Brevet FR2687013A1 — publié le 19930806

L'invention concerne des aériens et en particulier des antennes pour radars montés dans des radomes. Des engins de poursuite de cibles comprenant de tels aériens doivent en général travailler à une grande vitesse à laquelle des considérations aérodynamiques imposent un profil de radome à finesse aérodynamique élevée, c'est-à- dire un profil très pointu comme représenté sur la figure 1 des dessins annexés. Pour des angles relativement faibles par rapport à l'axe de visée de l'antenne qui est supposé aligné sur l'axe longitudinal de l'engin, les signaux de la cible traversant le radome présentent un angle élevé d'incidence à la surface interne de la paroi opposée et une -proportion notable de l'énergie incidente est réfléchie Le signal réfléchi peut intercepter l'antenne qui reçoit alors des signaux directs et après réflexion Une antenne à grande largeur de faisceau, qui est souhaitable dans de tels systèmes, détecte les deux signaux et les interférences entre eux provoquent une dégradation des diagrammes de rayonnement. L'ensemble à antennes peut comporter des paires d'éléments d'antenne destinés à suivre une cible en azimut et en élévation Etant donné la dégradation qui précède, la réponse de poursuite d'une paire d'antennes présente une perturbation par rapport à la caractéristique voulue de différence qui est monotone (dans le champ de vision de travail) et approximativement linéaire De petites pertur- bations se manifestent sous forme d'ondulations dans la réponse de poursuite et provoquent une erreur localisée de poursuite; des perturbations importantes provoquent une inversion de la pente de la courbe de poursuite (caracté- ristique de différence) et donnent une information ambiguë sur le gisement de la cible. Le problème qui précède est l'un parmi plusieurs dont l'acuité est accentuée par l'utilisation des radomes très pointus, mais qui peuvent se poser dans une moindre mesure dans le cas des radomes plus traditionnels à profil continu Parmi ces problèmes, on peut citer les suivants 1 La réflexion directe par la paroi interne du radome comme décrit précédemment. 2 Les réflexions multiples entre l'antenne et la paroi du radome. 3 Les effets des ondes de surface le long de la paroi du radome, dans le cas de signaux proches de l'inci- dence rasante. 4 La dispersion et le couplage des éléments d'an- 1 O tenne. Ainsi, l'invention a pour objet la résolution d'un ou plusieurs des problèmes précités. Selon la présente invention, dans un aérien compre- nant un ensemble d'antennes monté dans un radome, la paroi interne du radome est munie d'un matériau absorbant les ondes de surface et l'espace interne compris entre l'ensem- ble des antennes est rempli au moins partiellement d'un matériau absorbant les ondes radar, l'arrangement étant tel que les signaux radar atteignant l'ensemble d'antennes autrement que par le trajet direct à travers le radome sont supprimés au moins en partie Le matériau absorbant les ondes de surface forme de préférence une enveloppe corres- pondant à la paroi interne du radome. Le radome peut être très pointu et l'ensemble d'an- tennes peut comporter plusieurs éléments d'antenne répartis uniformément autour de l'axe de visée de l'ensemble, chaque élément d'antenne étant dirigé vers l'avant et faisant un certain angle avec l'axe de visée. Un aérien selon la présente invention est maintenant décrit à titre illustratif en référence aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une coupe schématique en élévation d'un radome connu pour vitesse élevée, logeant des paires orthogonales d'éléments d'antenne et représentant des rayons incidents choisis; la figure 2 (a) représente une caractéristique idéale d'amplitude du signal reçu en fonction de l'angle de l'axe de visée, pour une paire d'éléments d'antenne; la figure 2 (b) est la courbe de poursuite ou carac- téristique correspondante de différence; la figure 3 est une coupe de l'ensemble d'antennes selon les caractéristiques de l'invention; et la figure 4 est un exemple de courbe de poursuite observée avant et après modification de l'ensemble selon l'invention. On se réfère à la figure 1 des dessins; elle repré- sente un radome l formant l'extrémité avant d'un engin (non représenté) et ayant un profil très pointu convenant à une utilisation à grande vitesse Des éléments A et B d'antenne constituent deux éléments parmi quatre d'un arrangement, répartis uniformément autour de l'axe de visée qui coïncide avec l'axe de l'engin. Les éléments A et B peuvent couvrir par exemple la poursuite d'une cible en azimut, l'autre paire non repré- sentée couvrant la poursuite en élévation Les éléments d'antenne comportent chacun une antenne spiralée à large bande à cavité associée, les quatre éléments étant montés sur un plan pyramidal 3 de masse. Comme les éléments A et B sont dirigés vers l'avant mais forment un certain angle avec l'axe de visée, leurs caractéristiques individuelles A' et B' sont décalées comme représenté sur la figure 2 (a) Il faut aussi noter que les éléments individuels ont de grandes largeurs de faisceaux. Le signal résultant de différence est représenté sur la figure 2 (b), la forme nécessaire de cette courbe de pour- suite étant essentiellement monotone et de préférence li- néaire dans le champ de vision, entre les pics des éléments individuels. La figure l représente plusieurs rayons incidents qui peuvent poser des problèmes Le rayon Ri traverse une première paroi du radome avec un angle et une position tels qu'il ne serait pasintercepté par un élément d'antenne dans un cas idéal Cependant, il est réfléchi par la paroi interne opposée du radome vers l'élément A. Un rayon R 2 est convenablement reçu suivant un tra- jet direct par l'élément A mais il est alors au moins partiellement réfléchi vers la paroi du radome et renvoyé sur le même élément A. Le rayon R 3 pénètre dans-le radome en incidence rasante par rapport à la surface interne du radome, et l'onde résultante de surface provoque une dispersion vers l'élément adjacent d'antenne, et une interférence corres- pondante des signaux avec dégradation des performances. Le rayon R 4 parvient directement sur l'élément B mais il est partiellement dispersé et couplé aux autres éléments Là encore, des interférences et une dégradation des performances sont observées. La figure 3 est semblable à la figure 1 mais elle comprend l'invention Un cône d'un matériau 6 absorbant les ondes de surface ("SWAM") est logé à l'intérieur du radome, avec la configuration de celui-ci, par collage ou par application d'une force mécanique de rappel ou de coince- ment au sommet du radome Le matériau "SWAM" peut par exemple être du type "Plessey" N O X/79/0407/000 ayant une épaisseur de 1,65 + 0,1 mm L'espace restant au-dessus des éléments d'antenne est rempli d'un "matériau absorbant des ondes radar" ("RAM") 7, par exemple "Eccosorb" AN 73 de Emerson & Cuming (UK) Ltd. La combinaison des deux matériaux "SWAM" et "RAM" est optimisée aux fréquences particulières intéressantes, par réglage de l'épaisseur de la couche 6 et de la qualité particulière du matériau. La figure 4 représente l'amélioration obtenue dans un exemple particulier La courbe 9 est la courbe de diffé- rence, c'est-à-dire celle qui correspond à la partie cen- trale de la figure 2 (b) dans le cas d'un ensemble non modifié d'antennes alors que la courbe 11 représente la version perfectionnée pour le même radome avec la combinai- son des matériaux SWAM et RAM. Bien que l'invention soit essentiellement destinée à être utilisée avec des dispositifs de recherche d'engins à grande vitesse ayant des "extrémités avant" très pointues, des perfectionnements importants peuvent être obtenus avec des équipements à antenne-radome dans d'autres situations, lorsque les problèmes précités de la technique antérieure ne sont pas aussi perturbateurs. REVENDICATIONS 1 Aérien comprenant un ensemble (A, B, 3) d'élé- ments d'antenne (A, B) monté dans un radome ( 1), caracté- risé en ce que la surface interne du radome ( 1) a une 5 couche ( 6) d'un matériau absorbant les ondes de surface, et l'espace compris entre l'ensemble d'antennes (A, B, 3) et le radome ( 1) est rempli au moins en partie d'un corps ( 7) d'un matériau absorbant les ondes radar, afin que les signaux de radar atteignant les éléments d'antenne (A, B)10 autrement que par le trajet direct à travers le radome ( 1) soient supprimés au moins partiellement. 2 Aérien selon la revendication 1, caractérisé en ce que la couche ( 6) forme une enveloppe correspondant à la paroi interne du radome (l),le corps ( 7) du matériau absor-15 bant les ondes radar remplissant l'enveloppe. 3 Aérien selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le radome ( 1) est un radome d'engin très pointu, et les éléments d'antenne (A, B) sont répartis uniformément autour de l'axe de visée ( 5), chaque élément20 d'antenne (A, B) étant dirigé vers l'avant et faisant un certain angle avec l'axe de visée ( 5).