Brevet FR2722337A1 — publié le 19960112

La présente invention concerne les guides d'ondes hyperfréquences et, notamment, les guides d'ondes hyperfréquences à fentes rayonnantes qui sont fréquemment utilisés pour obtenir des réseaux linéaires de sources rayonnantes dans des antennes réseaux, par exemple en radar. La plupart des guides d'ondes sont réalisés en aluminium extrudé ou en plastique extrudé revêtu intérieurement d'une couche de métallisation. Lorsque l'on veut obtenir des fentes rayonnantes, on les découpe dans les parois latérales des guides d'ondes par frai sage. Les fentes correspondent alors avec des ouvertures dans les parois latérales des guides d'ondes mettant en communication avec l'extérieur le volume intérieur des guides d'ondes qui, du coup, doit être protégé des intempéries par un radôme. Dans une antenne constituée d'un assemblage de guides d'ondes à fentes il peut y avoir un radôme par guide, ce qui pose des problèmes de collage pour assurer l'étanchéité du dispositif malgré la dilatation différentielle guidelradôme ou un radôme unique placé devant l'ensemble de l'antenne, ce qui pose des problèmes de montage et de démontage si la surface rayonnante est importante. La présente invention a pour but un guide d'ondes hyperfréquences léger, peu coûteux, précis mécaniquement, facile à produire, qui puisse être pourvu de fentes rayonnantes sans nécessiter de radôme. Elle a pour objet un guide d'ondes hyperfréquences comportant deux demi-coquilles, I'une au moins en forme de gouttière, qui s'assemblent l'une sur l'autre et qui sont tapissées intérieurement chacune avec une feuille collée d'un substrat mince et souple, métallisé. Avantageusement, les deux demi-coquilles sont identiques et présentent une forme de gouttière à profil en U, avec un fond entouré de deux ailes terminées par un rebord rabattu vers l'extérieur présentant un décrochement formant des encoches qui coopèrent par encastrement lors de l'assemblage des deux demi-coquilles l'une sur l'autre avec leurs ouvertures en regard. Avantageusement, lorsque le guide d'ondes doit être pourvu de fentes rayonnantes, les deux demi-coquilles sont en un matériau transparent aux ondes hyperfréquences de même que le substrat des feuilles collées qui tapissent leurs parois intérieures et les fentes rayonnantes sont gravées dans la couche de métallisation des feuilles. Le guide à fentes ainsi obtenu est à paroi pleine sans ouverture et ne nécessite donc pas de radôme de protection lorsqu'il est utilisé en extérieur. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description d'un mode de réalisation donné à titre d'exemple. Cette description sera faite ci-après en regard du dessin dans lequel: - une figure 1 montre, en perspective, I'une des deux demi-coquilles nue composant les parois d'un guide d'ondes selon l'invention; - une figure 2 montre, en perspective, la demi-coquille vue à la figure 1, tapissée d'une feuille collée d'un substrat mince et souple, revêtu d'une couche de métallisation assurant la propagation et le confinement des ondes à l'intérieur du guide; - une figure 3 montre, en coupe de section droite, I'assemblage des deux demi-coquilles formant le guide d'onde selon l'invention; et - une figure 4 montre un exemple de gravure de fentes rayonnantes dans la couche de métallisation de l'une des feuilles de substrat qui tapissent l'intérieur des demi-coquilles du guide selon l'invention. La figure 1 montre l'une 1 des deux demi-coquilles 1, 1' utilisées pour la réalisation d'un guide rectangulaire d'ondes hyperfréquences. Celle ci a la forme d'une gouttière profilée en U, avec un fond horizontal 2 ayant une largeur égale à celle du petit côté b du guide d'onde et des ailes verticales 3, 4, ayant une profondeur égale à la demi-largeur ai2 du grand côté du guide d'onde. Les ailes 3, 4 de la gouttière se terminent par des rebords rabattus à l'horizontal 5, 6, tournés vers l'extérieur et pourvus sur le dessus d'un décrochement vertical 7, 8 dessinant des encoches 9, 10. L'autre demi-coquille 1' est de forme identique. Ses différentes parties sont référencées avec les mêmes indexations que celles de la demisoquille 1 affectées d'un prime. Lors de l'assemblage des deux demi-coquilles 1, 1' I'une sur l'autre avec leurs ouvertures en regard, les encoches 9, 10' ou 9', 10 de deux ailes en contact 3, 4' ou 3', 4 coopèrent pour assurer, par encastrement, (figure 3) un alignement précis des parois latérales intérieures des gouttières en vue de constituer les grands côtés du guide d'ondes. Chaque demicoquille 1, 1' est réalisée en un matériau extrudable qui est de plus, si l'on veut réaliser des fentes rayonnantes, non conducteur électriquement et transparent aux hyperfréquences tel que par exemple, du polycarbonate. Comme on peut le voir sur la figure 2 chaque demi-coquille 1, 1' est tapissée intérieurement avec une feuille collée 11 d'un substrat mince et souple, métallisé assurant la propagation et le confinement des ondes hyperfréquences à l'intérieur du guide d'ondes. Cette feuille Il de substrat mince et souple est, dans le cas de réalisation de fentes rayonnantes, en un matériau thermoplastique isolant électriquement, transparent aux hyperfréquences, revêtu d'une couche de métallisation. Elle est réalisée, par exemple, dans un matériau connu sous la marque déposée Mylar qui s'obtient facilement en feuille mince et se prête aisément à une métallisation par collage d'une mince feuille de métal tel que de l'aluminium ou du cuivre. Pour fabriquer un guide d'ondes on commence par réaliser les deux demicoquilles 1, 1' par extrusion. On découpe en suite deux bandes dans une feuille mince de substrat métallisé très souple avec une largeur correspondant au profil des deux demicoquilles 1, 1', c'est à dire à la somme des largeurs a et b des grand et petit côtés du guide et de la largeur 2c des deux rebords. Ces bandes de substrat sont alors positionnées et collées à l'intérieur des demicoquilles 1, 1'. Pour ce faire, on les appuie au fond des gouttières des deux demicoquilles 1, 1' à l'aide d'un mandrin ayant le gabarit intérieur des deux demicoquilles. Cela permet d'éliminer les bulles d'air et de bien faire adhérer le substrat aux parois. On assemble enfin les deux demicoquilles 1, 1' par collage en évitant les débordements de colle à l'intérieur du guide ainsi constitué. La jonction des deux demicoquilles 1, 1' se fait au plus près de la médiane des grands côtés du guide car celle-ci n'est le siège que de courants longitudinaux. Pour ce faire il y a intérêt à choisir une hauteur d faible pour les décrochements 7, 8 des rebords 5, 6 des ailes 3, 4. Cependant il est également possible de faire la jonction des deux demicoquilles selon un autre plan de joint, tel qu'un plan situé selon la diagonale de la section rectangulaire du guide, ce qui facilite le collage de la feuille métallisée. II faut alors apporter un grand soin à la réalisation de l'assemblage avec une colle conductrice pour assurer un bon contact électrique entre les deux parties car la jonction est alors le siège de courants transversaux qui doivent s'écouler le plus librement possible. Dans le cas où l'on veut réaliser des fentes rayonnantes sur l'un des côtés du guide, comme cela est envisagé aux figures 2 et 4, on s'arrange pour que le côté concerné constitue le fond de l'une des demicoquilles et l'on procède à la gravure chimique de fentes 12 dans la couche de métallisation de l'une des bandes de substrat avant d'en tapisser la paroi intérieure d'une demi-coquille. Les figures 2 et 4 sont relatives au cas d'un guide ayant, sur un petit côté, des fentes rayonnantes 11 qui, selon la technique habituelle, sont inclinées pour couper les lignes transversales de courant, sont par couple pour limiter les réflexions dans le guide et débordent sur les grands côtés du guide de manière à être accordées à la résonance. Pour le cas de fentes rayonnantes décentrées sur un grand côté de guide il faut faire en sorte que les fonds des demi-coquilles constituent les grands côtés du guide de manière à pouvoir graver les fentes dans la couche métallisée de l'une des bandes de substrat et à éviter que ces dernières ne chevauchent les deux bandes. II se pose alors le problème de la jonction des deux demi-coquilles le long des petits côtés du guide qui est plus délicate en raison des courants transversaux. Ces guides à fentes rayonnantes sont branchés à une extrémité sur un guide d'alimentation par une pièce d'interface en prenant garde à la différence de potentiel électrochimique qui peut apparaître s'ils sont construits en matériaux différents et, à l'autre extrémité, sur une charge absorbante. Les guides d'ondes qui viennent d'être décrits ont l'avantage d'être légers, peu coûteux, précis mécaniquement et faciles à produire. De plus ils ne nécessitent pas d'avoir des ouvertures lorsqu'il présentent des fentes rayonnantes, ce qui rend superflu l'emploi de radôme pour un usage en extérieur. REVENDICATIONS 1. Guide d'ondes hyperfréquences caractérisé en ce qu'il comporte deux demi-coquilles (1, 1'), I'une au moins en forme de gouttière, qui s'assemblent l'une sur l'autre et qui sont tapissées intérieurement chacune avec une feuille (11) collée d'un substrat mince et souple, métallisé. 2. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque demi-coquille (1, 1') a la forme d'une gouttière à profil en U. 3. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 2, caractérisé en ce que les demicoquilles (1, 1') sont identiques. 4. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque demicoquille (1, 1') a la forme d'une gouttière à profil en U avec un fond (2) entouré par deux ailes (3, 4) terminées par un rebord (5, 6) rabattu vers l'extérieur présentant un décrochement (7, 8) formant des encoches (9, 9', 10, 10') qui coopèrent par encastrement lors de l'assemblage des deux demicoquilles (1, 1') I'une sur l'autre avec leurs ouvertures en regard. 5. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisé en ce que les demicoquilles (1, 1') sont en polycarbonate. 6. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 1, caractérisé en ce que les feuilles (11) collées de substrat mince et souple1 métallisé sont en un matériau thermoplastique. 7. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 1, à fentes rayonnantes, caractérisé en ce que chaque demi-coquille (1,1') et les feuilles (lui) collées de substrat métallisé qui tapissent leurs parois intérieures sont en des matériaux transparents aux ondes hyperfréquences et en ce que les fentes sont gravées dans la métallisation du substrat de l'une au moins desdites feuilles (11). 8. Guide d'ondes hyperfréquences selon la revendication 7, caractérisé en ce que le substrat métallisé des feuilles (11 ) qui tapissent les parois intérieures des demi-coquilles (1, 1') est en Mylar.