Brevet FR2836288A1 — publié le 20030822

La présente invention concerne un moyen permettant d'adapter la puissance émise par une antenne de type lentille ainsi qu'un procédé d'adaptation de la puissance émise par la lentille reliée à un terminal abonné en fonction de la situation géographique du terminal. Dans le cas des réseaux sans fil à large bande passante, il est connu d'utiliser des fréquences de plus en plus élevées afin de permettre la transmission d'applications à haut débit, comme la vidéo. Ces réseaux ont également pour but de permettre des échanges de données entre au moins une station de base et une pluralité d'abonnés. Ces réseaux sont communément appelés points-multipoints. Les systèmes de transmission par voies hertziennes du type point-multipoint sont connus de l'homme du métier sous les sigles MMDS (de l'anglais Microwave Multipoint Distribution Systems), LMDS (de l'anglais Local Multipoint Distribution Systems) et MVDS (de l'anglais Multipoint Video Distribution Systems). Ces systèmes utilisés pour la diffusion de programmes autorisent une voie de retour aux terminaux d'abonnés qui permet à l'abonné d'interagir avec le programme reçu. Actuellement, le standard ETSI EN 301 215-3 prévoit d'utiliser des fréquences situées entre 40,5 et 43,5 GHz. La figure 1 illustre un système de type LMDS. Dans ce cas, une station de diffusion 1 munie d'une antenne d'émission/réception 2 diffuse des informations à destination d'une pluralité d'abonnés 3. Chaque abonné 3 dispose d'une unité extérieure 4 constituée d'une antenne, plus particulièrement d'une antenne de type lentille et de moyens pour transposer le signal reçu ou le signal à émettre à une fréquence intermédiaire. Chaque abonné 3 dispose aussi d'une unité intérieure 5 qui comporte des moyens de sélection de canal en émission et en réception ainsi que des moyens divers de codage/décodage pour échanger des données avec au moins un appareil utilisateur 6, par exemple un téléviseur, un téléphone ou un ordinateur personnel. Les transmissions réalisées entre l'antenne 2 et l'antenne de type lentille 4 sont symbolisées par les fiches Tx/Rx. Il est connu que les transmissions effectuées dans les bandes millimétriques sont fortement tributaires de deux paramètres : 0 La situation géographique respective de la station de base 1 et de l'abonné 3 de manière à réaliser une transmission en vue directe. 0 Les conditions atmosphériques, plus particulièrement la pluie qui génère une atténuation à ces fréquences. Ceci a donc pour conséquence la mise en oeuvre d'une structure de type cellulaire avec des cellules de l'ordre de 2 km de diamètre pour de telles transmissions. Ainsi, les études de bilan de liaison opérées à 42 GHz dans le contexte représenté à la figure 1, font apparaître, dans les conditions extrêmes de perturbations atmosphériques, une dynamique de puissance reçue de l'ordre de 50 dB, entre des abonnés situés respectivement à 50m et 2 km de la station de base. Sur la figure 2, la courbe 7 représente donc l'atténuation par beau temps et la courbe 8 l'atténuation par temps de pluie. De ce fait, les deux conditions extrêmes sont constituées par un abonné près de la station de base avec des conditions de beau temps qui donnent un minimum d'atténuation du signal et par un abonné loin de la station de base avec des conditions de pluie, ce qui donne un maximum d'atténuation du signal. Une station de base étant utilisée pour plusieurs abonnés et les abonnés devant émettre avec le moins de puissance possible afin de ne pas saturer la réception de la station de base et brouiller les autres abonnés, il est donc nécessaire de pouvoir régler la puissance d'émission au niveau de chaque abonné tenant en compte les conditions extrêmes mentionnées ci-dessus, car un équipement abonné ne peut supporter à lui seul la dynamique de 50 dB représentée sur la courbe de la figure 2. La présente invention a donc pour but de proposer un moyen qui permette d'adapter la puissance émise par une antenne de type lentille en fonction de sa situation géographique par rapport à la station de base. En conséquence, la présente invention a pour objet un moyen permettant d'adapter la puissance émise par une antenne de type lentille, caractérisé en ce que ledit moyen est constitué par un cache amovible de même profil que celui de la lentille. Selon un mode de réalisation préférentiel, le cache présente une épaisseur EP = (n 1) ), g/4 où n est un entier et kg la longueur d'onde guidée de manière à obtenir, en sortie de la lentille, des rayons parallèles. Le cache est réalisé en un matériau diélectrique présentant une tangente de perte élevée et une constante diélectrique s3 telle que : où s2 est la constante diélectrique de la lentille et 81 la constante diélectrique du milieu environnant. De préférence, le matériau est choisi parmi les matières plastiques à base de polyéthylène. Le milieu environnant étant le plus souvent de l'air, si la lentille présente un 82 =5, 5 alors le cache présentera un s3 de 2,3. Pour que le cache présente des pertes importantes, il est possible de charger le matériau plastique avec des particules notamment de carbone ou autres charges similaires. Le cache présente de préférence un profil adapté à la surface externe de la lentille, ce qui permet de le positionner facilement lorsque nécessaire, mais il est évident pour l'homme de l'art que le cache pourrait aussi avoir un profil adapté à la surface interne de la lentille. La présente invention concerne aussi un procédé d'adaptation de la puissance émise par une antenne de type lentille reliée à un terminal abonné en fonction de la situation géographique dudit terminal par rapport à une station de base, caractérisé par les étapes suivantes : 0 détermination de la puissance d'émission souhaitée par la station de base, 0 détermination de la puissance réellement émise, 0 en fonction du résultat de la comparaison, insertion ou non sur l'antenne d'un cache tel que décrit ci-dessus. D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après, cette description étant faite avec référence aux dessins ci-annexés parmi lesquels : la figure 1 déjà décrite représente un système de transmission de type point-multipoint, la figure 2 déjà décrite représente des courbes d'atténuation de signal en fonction de la distance, la figure 3 représente une vue en coupe schématique d'un moyen conforme à la présente invention. On décrira maintenant, avec référence à la figure 3, un mode de réalisation schématique d'une antenne de type lentille munie d'un cache conformément à la présente invention. L'antenne de la figure 3 correspond à l'antenne de type lentille incluse dans l'unité extérieure 4 montée chez chaque abonné 3, comme représenté sur la figure 1. De manière connue et comme représenté schématiquement, l'antenne comporte une antenne-source 10 d'émission/réception d'ondes électromagnétiques associée à une lentille 11. La lentille 11 est constituée par l'assemblage de 2 surfaces 11 a et 11 b. L'une, 11 a, est transparente à la transmission des ondes tandis que l'autre, 11 b, permet de concentrer l'énergie sur l'antenne source 10, comme représenté par les flèches f. Dans le cadre de la présente invention, la lentille 11 est constituée par un matériau à faibles pertes et à constante diélectrique 82 spécifique. Le matériau est, par exemple, du HIK PP 5.5 d'Emerson et Cuming. Comme représenté sur la figure 3, un cache mobile 12 peut venir s'adapter sur la surface externe 11 de de la lentille 11. Ce cache comporte deux pattes 12a munies de trous permettant de le faire glisser, par exemple, sur 2 plots-supports 13 montés sur la structure de l'antenne. La cache 12 présente un profil adapté à la surface externe 11 b de la lentille qu'il vient recouvrir. Dans le cadre de la présente invention, on pourrait prévoir un cache venant recouvrir la surface interne 11 a de la lentille et ayant même profil que celle-ci. Le cache est réalisé en un matériau tel qu'une matière plastique à base de polyéthylène qui peut être chargée par des particules de carbone. Il est évident pour l'homme de l'art que ce matériau n'est donné qu'à titre d'exemple. Pour ne pas dégrader l'adaptation de l'antenne, le matériau présente une constante diélectrique Sg donnée par l'équation : OÙ 82 est la constante diélectrique de l'antenne et 81 la constante diélectrique du milieu environnant. De plus, le matériau présente une tangente de perte élevée. D'autre part, le cache 12 doit présenter une épaisseur telle que Ep = (n + 1) Rg/4 où n est un entier et Ag la longueur d'onde guidée. Si la lentille est de forme sphérique, le cache présentera une forme en coupe circulaire de même épaisseur. Si la lentille est de forme elliptique, le profil du cache sera elliptique avec une épaisseur variable mais constante et égale à Ep selon l'axe, si le cache est extérieur. Si le cache vient s'adapter sur la surface interne de la lentille de forme elliptique, l'épaisseur Ep doit être respectée sur le rayon.. D'autre part, l'épaisseur est fonction de l'atténuation maximale souhaitée et des contraintes mécaniques de moulage. On expliquera maintenant le procédé d'utilisation du cache, conformément à l'invention. Ainsi, dans le cadre de l'installation du terminal chez l'abonné, l'installateur effectue une séquence de test lui permettant de connaître la puissance moyenne d'émission souhaitée par la station de base ou plus exactement l'atténuation relative par rapport à son émission actuelle. Dans le cas d'abonnés proches de la station, une atténuation élevée supérieure à la dynamique de contrôle du terminal est requise par la station de base. Dans ce cas, le cache est monté sur la lentille donnant une atténuation fixe. De ce fait, on peut limiter la dynamique de contrôle de puissance gérée par le terminal à une valeur compatible avec une transmission sans erreur. REVENDICATIONS 1-Moyen permettant d'adapter la puissance émise par une antenne de type lentille (11), caractérisé en ce que ledit moyen est constitué par un cache amovible (12) de même profil que celui de la lentille. 2 - Moyen selon la revendication 1, caractérisé en ce que le cache présente une épaisseur Ep = (n + 1) Rg/4 où n est un entier et g) la longueur d'onde guidée. 3 - Moyen selon l'une quelconque des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le cache est réalisé en un matériau diélectrique présentant une tangente de perte élevée. 4 - Moyen selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau présente une constante diélectrique s3 telle que où E2 est la constante diélectrique de la lentille et E1 la constante diélectrique du milieu environnant. 5 - Moyen selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que le matériau est choisi parmi les matières plastiques à base de polyéthylène. 6 - Moyen selon la revendication 5, caractérisé en ce que la matière plastique est chargée. 7 - Moyen selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cache présente un profil adapté à la surface externe de la lentille. 8 - Moyen selon les revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le cache présente un profil adapté à la surface interne de la lentille. 9-Procédé d'adaptation de la puissance émise par une antenne de type lentille reliée à un terminal abonné en fonction de la situation géographique dudit terminal par rapport à une station de base, caractérisé par les étapes suivantes : 0 détermination de la puissance d'émission souhaitée par la station de base, 0 détermination de la puissance réellement émise, 0 en fonction du résultat de la comparaison, insertion ou non sur l'antenne d'un cache selon les revendications 1 à 8.