Brevet FR2958804A1 — publié le 20111014

ANTENNE A POLARISATION RECTILIGNE , DIRECTIVE, LARGE BANDE, A GRANDE PURETE DE POLARISATION La présente invention se rapporte à une antenne à polarisation rectiligne, directive, large bande, à grande pureté de polarisation. Dans le domaine des antennes directives large bande fonctionnant en polarisation rectiligne, et en particulier dans le cadre de systèmes de goniométrie d'amplitude, on constate généralement, avec des antennes de ce type, une dégradation de la précision de la mesure de la D.O.A (« direction of arrivai » ou direction d'arrivée en français) de cibles. Dans ce cas, les défauts de pureté de polarisation entraînent une déformation des diagrammes de rayonnement (phénomène dit de « louchage ») qui augmente avec le site, induisant une dégradation des performances de localisation du système de détection. Ce problème est résolu actuellement à l'aide de solutions empiriques non généralisables, telles que, par exemple, l'ajout de réseaux de fils métalliques devant l'antenne. La présente invention a pour objet une antenne directive large bande (bande de fréquences pouvant être supérieure à la décade) à grande pureté de polarisation, du type à circuits imprimés, cette antenne pouvant être intégrée à une antenne bi- polarisation, et permettant, lorsqu'elle est utilisée dans un système de localisation, d'en améliorer les performances de localisation, particulièrement aux sites non nuls. Dans le cas où cette antenne est du type à polarisation rectiligne, sa copolarisation théorique est définie par rapport à la géométrie du circuit rayonnant. Dans la pratique, la co-polarisation réelle diffère de la co-polarisation théorique. On définit la pureté de polarisation comme étant la différence entre la polarisation théorique et la co-polarisation réelle. Elle peut être mesurée grâce au rapport « niveau de co-polarisation / niveau de cross polarisation » dans le plan de définition géométrique de l'antenne. Si l'antenne est parfaite, ce rapport est infini. En pratique, ce que l'on recherche, c'est un rapport généralement compris entre 15 dB (pour une antenne de type log-périodique) et 20 dB (pour une antenne « sinueuse »). L'antenne conforme à l'invention, du type à support plan est une antenne à polarisation rectiligne, directive, à large bande et à grande pureté de polarisation, à au moins une paire d'éléments rayonnants imprimés sur une face d'un circuit imprimé, les deux éléments étant symétriques l'un de l'autre par rapport au centre de l'antenne et délimités dans leur extension angulaire par deux droites virtuelles passant par le centre de l'antenne, et elle est caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments rayonnants imprimés sur l'autre face du support, ces éléments étant identiques à ceux de la première face, et s'en déduisant par une rotation de 180° autour d'un axe passant par le centre de l'antenne et qui est la bissectrice de l'angle au centre de ladite paire d'éléments, cette rotation étant suivie d'une translation sur une distance égale à l'épaisseur du circuit imprimé. La présente invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée d'un mode de réalisation, pris à titre d'exemple non limitatif et illustré par le dessin annexé, sur lequel : - la figure 1 est une vue en plan d'une antenne de l'art antérieur, et la figure 2 est une vue en plan d'une antenne conforme à la présente invention. La présente invention est décrite ci-dessous en référence à une antenne fonctionnant en polarisation rectiligne et à éléments rayonnants de forme « sinueuse » inscrits dans un cercle, mais il est bien entendu qu'elle n'est pas limitée à un tel type d'antenne, et qu'elle s'applique à toute antenne à éléments rayonnants plans, rayonnant en polarisation rectiligne, à géométrie filaire, dont on cherche à améliorer la pureté de polarisation, antenne dont la co-polarisation est supposée être rectiligne, large bande ou non, qui peut, le cas échéant, être l'élément de base pour la conception d'une antenne bi-polarisation. Le type d'antenne duquel part l'invention est généralement celui réalisé à l'aide d'une technologie de fabrication de circuits imprimés simple face. Un exemple d'une telle antenne 1 de l'art antérieur est représenté en figure 1. Elle comprend essentiellement deux éléments rayonnants ou branches sinueuses 2, 3 symétriques l'une de l'autre par rapport au centre géométrique O de l'ensemble. Il est bien entendu que cette antenne pourrait comporter deux autres branches. Le tracé des éléments rayonnants d'une antenne dite « sinueuse » étant bien connu, par exemple d'après le brevet US 4 658 262, elle ne sera pas décrite plus en détail ici. On précisera seulement ici que les deux bras 2, 3 sont symétriques l'un de l'autre par rapport au centre O. Ces deux bras sont délimités dans leur extension angulaire a par deux droites virtuelles A, B passant par le centre O de l'antenne. L'antenne 4 de l'invention, telle que représentée en figure 2, est du type à circuit imprimé double face. La figure 2 a été représentée comme si le circuit imprimé sur lequel sont formés les éléments rayonnants était transparent. La première face, que l'on suppose être la face antérieure, comporte les mêmes branches 2, 3 que celles de la figure 1. La face postérieure du circuit imprimé comporte les branches 4,5 dont les formes et dimensions sont identiques à celles des branches 2, 3. Selon la vue de la figure 2, l'emplacement des branches 4, 5 se déduit de celui des branches 2, 3 par rotation de 180° autour d'un axe C passant par le centre O et qui est la bissectrice de l'angle au centre a des branches 2, 3. Dans la réalité, il faudrait ajouter à cette rotation une translation sur une distance égale à l'épaisseur du circuit imprimé (de la face antérieure vers la face postérieure de ce circuit imprimé). En d'autres termes, le tracé des branches 4, 5 est obtenu par rotation des branches 2, 3 autour du centre O d'un angle de valeur égale à (180° + a) , puis par la même translation. Dans le cas d'une antenne à quatre branches (deux paires de branches), on considère pour la rotation une seule des paires. L'invention permet l'amélioration de la pureté de polarisation de l'antenne de plus de 10dB par rapport à la géométrie sur substrat imprimé simple face. De façon plus générale, elle permet d'obtenir une amélioration de la pureté de polarisation de toutes les géométries d'antennes filaires planes (antennes type log-périodiques et autres). Appliquées aux antennes à bipolarisation, elle améliore le couplage entre les deux éléments rayonnants. 5 10 15 20 REVENDICATIONS1. Antenne du type à support plan à polarisation rectiligne, directive, à large bande et à grande pureté de polarisation, à au moins une paire d'éléments rayonnants (2, 3) imprimés sur une face d'un circuit imprimé, les deux éléments étant symétriques l'un de l'autre par rapport au centre de l'antenne (0) et délimités dans leur extension angulaire par deux droites virtuelles (A, B) passant par le centre de l'antenne, caractérisée en ce qu'elle comporte des éléments rayonnants (4, 5) imprimés sur l'autre face du support, ces éléments étant identiques à ceux de la première face, et s'en déduisant par une rotation de 180° autour d'un axe ( C) passant par le centre de l'antenne et qui est la bissectrice de l'angle au centre (a) de ladite paire d'éléments, cette rotation étant suivie d'une translation sur une distance égale à l'épaisseur du circuit imprime. 2. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque face du circuit imprimé comporte deux bras à forme sinueuse. 3 Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce que chaque face du circuit imprimé comporte deux bras à forme log-périodique. 4. Antenne selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle est une antenne bipolarisation rectiligne.