Brevet FR2733357A1 — publié le 19961025

La présente invention concerne une antenne réseau constituée d'éléments résonnants à guides d'ondes à fentes pour radar. Dans l'art antérieur, les antennes réseau à guides d'ondes à fentes s'obtiennent en utilisant plusieurs guides d'ondes alimentés en bout ou en milieu de guide, ce qui pose des problèmes de couplages de fentes, donc d'illumination du plan rayonnant, de polarisation de l'onde émise et de largeur de bande passante. Un objet de la présente invention est de placer un élément résonnant à guides d'ondes à fentes bout à bout avec d'autres éléments identiques permettant d'obtenir une antenne réseau à guides à fentes dont la direction de rayonnement est perpendiculaire au plan du réseau et dont l'illumination est définie par l'alimentation des éléments résonnants, en site et en gisement sur une large bande de fréquence. L'élément résonnant est un morceau de guide d'ondes à fentes situées sur un des petits côtés, court-circuité aux extrémités, alimenté par un autre guide d'ondes fixé en T sur le petit côté opposé à celui des fentes. Le morceau de guide d'ondes utilisé sera suffisamment court pour que la directivité du faisceau soit faible et aura un nombre suffisant d'éléments rayonnants pour pouvoir obtenir un taux d'onde stationnaire faible, à la fréquence centrale. Ainsi, selon l'invention, il est possible, en plaçant bout à bout ces éléments résonnants qui se comportent comme des sources primaires, d'obtenir des réseaux d'antennes dont l'illumination suit, grâce à l'alimentation desdits éléments résonnants, une loi de répartition choisie et précise en site et en gisement, en large bande. L'invention sera mieux comprise et d'autres caractéristiques et avantages apparaîtront à l'aide de la description ci-après et des dessins joints où - la figure I représente un élément résonnant utilisé dans l'invention; et - la figure 2 représente un réseau plan d'antenne réalisé à partir de l'élément résonnant de la figure 1, selon l'invention. La figure I montre l'élément résonnant composé d'un guide d'ondes GF à fentes rayonnantes 11, 12, 13 et 14 court-circuité à ses deux extrémités, alimenté, en son milieu, par un autre guide d'ondes GA, fixé en T sur le petit côté opposé aux fentes, et ce, par l'intermédiaire d'éléments d'adaptation EA perpendiculaires au plan des grands côtés. Lesdites fentes rayonnantes 11, 12, 13 et 14, espacées entre elles d'une demi-longueur d'onde guidée, permettent d'obtenir un élément résonnant à la fréquence centrale choisie dont la direction de rayonnement est perpendiculaire au plan du petit côté, la distance entre les fentes extrêmes 11 et 14 et les courts-circuits étant de un quart de longueur d'onde guidée. Les fentes centrales 12 et 13, placées en face du guide d'ondes d'alimentation GA, ont un angle d'inclinaison 6, par rapport à la normale au plan des grands côtés, identique pour être alimentées en phase, et maximal pour obtenir un couplage fort.L'angle d'inclinaison e des fentes extrêmes 11 et 14 est égal mais de signe opposé à celui des fentes centrales 12 et 13, de façon à pouvoir supprimer les composantes croisées du champ électrique dans un réseau plan. Le nombre de fentes rayonnantes 11, 12, 13 et 14, ici de quatre, doit être suffisamment élevé pour que le taux d'onde stationnaire soit le plus faible possible, mais il est limité par le fait que l'on désire avoir une directivité minimale et une bande passante maximale. Les éléments d'adaptation EA permettent de diminuer le taux d'onde stationnaire. Cet élément résonnant se comporte donc comme une source primaire dont la direction de rayonnement est perpendiculaire au plan du petit côté, dont l'angle d'ouverture à demi-puissance du lobe principal est large, ici à peu près soixante-dix degrés, et dont le taux d'onde stationnaire est faible sur une large bande de fréquence, ici inférieur à deux sur à peu près un gigahertz. La figure 2 montre une application selon l'invention dudit élement résonnant à la réalisation d'une antenne réseau composée de plusieurs éléments résonnants 1, 2 placés horizontalement bout à bout, formant des réseaux linéaires, placés parallèlement. Le signe de l'angle d'inclinaison e des fentes extrêmes 11 et 21, de deux éléments résonnants adjacents I et 2 placés bout à bout, est toujours opposé ; deux éléments résonnants adjacents I et 3, placés côte à côte, ont l'angle d'inclinaison e de leurs fentes 14 et 31, 13 et 32, 12 et 33, 11 et 34 toujours alterné, de façon à éliminer les composantes croisées du champ électrique en formant des mailles carrées.On a vu que les éléments résonnants se comportent comme des sources primaires ; la loi de répartition d'amplitude en site et en gisement de l'antenne réseau sera donc obtenue grâce à l'alimentation de chaque élément résonnant dans le sens vertical et dans le sens horizontal respectivement. Ainsi, par exemple, pour obtenir une antenne réseau directive en site, on alimentera dans le sens vertical les éléments résonnants par une alimentation à distributeur arborisé, par exemple tel que celui décrit dans la demande de brevet français nO 84 04721 déposée le 27 mars 1984 par la demanderesse et intitulée "Procédé de compensation de déphasage pour distributeur arborisé d'alimentation d'antenne réseau et distributeur utilisant ce procédé". Dans le sens horizontal, les éléments résonnants sont alimentés avec une loi d'amplitude moins précise, les distances entre sources étant trop importantes pour diminuer suffisamment les lobes secondaires et obtenir une bonne directivité également en gisement. Bien que la présente invention ait été décrite dans le cadre d'un exemple de réalisation bien particulier, il est clair qu'elle n'est pas limitée audit exemple et qu'elle est susceptible de modifications ou de variantes sans sortir de son domaine. En particulier, il est possible d'utiliser des éléments résonnants ayant un nombre de fentes différent, ou de placer les réseaux linéaires verticalement. REVENDICATION Antenne réseau constituée d'éléments résonnants à guides d'ondes à fentes, caractérisée en ce que des éléments résonnants (1, 2, 3) à guides d'ondes à fentes (11 à 14 ; 21 à 24 ; 31 à 34), alimentés en leurwmilieu et d'un nombre de fentes limité tel que le taux d'onde stationnaire soit faible avec cependant une directivité minimale et une bande passante maximale, sont placés bout à bout de telle sorte que les signes des angles d'inclinaison (e) des fentes extrêmes (11, 21) soient toujours opposés, en ce que les réseaux linéaires ainsi obtenus sont parallèles et ont des fentes adjacentes (14,31 ; 13, 32 ; 12,33 ; 11,34), dont le signe de l'angle d'inclinaison (6) est toujours opposé et en ce que le diagramme de rayonnement choisi est obtenu en site et en gisement par une alimentation convenable desdits éléments résonnants, pris comme sources primaires.