Brevet FR3031396A1 — publié le 20160708

DOMAINE DE L'INVENTION L'invention concerne une antenne comprenant deux surfaces rayonnantes disposées en V pour générer des ondes électromagnétiques. Elle concerne en particulier une antenne flamme, notamment pour 5 radar GPR (de l'Anglais 'Ground penetrating radar'). Les radars GPR sont des radars prévus pour émettre des ondes dans le sol ou du moins à travers une épaisseur de matériau solide, et obtenir des informations par analyse des ondes ou rayonnements rétroréfléchis. 10 ARRIERE-PLAN TECHNOLOGIQUE De manière connue, certaines antennes pour radar comme notamment les antennes flamme comportent deux surfaces rayonnantes (généralement métalliques) opposées disposées en V. Ces surfaces sont agencées de manière symétrique autour d'une direction d'émission (ou de 15 réception) suivant laquelle on veut émettre une onde électromagnétique. Les surfaces rayonnantes émettent des ondes électromagnétiques lorsqu'elles sont soumises à des tensions variables, par exemple des tensions alternatives ou encore des pics de tension ponctuels. Elles convertissent l'énergie électrique qui leur est transmise en une onde électromagnétique, 20 émise dans le volume intérieur séparant les deux surfaces rayonnantes. Dans le texte qui suit, l'invention sera décrite principalement dans le cas d'une antenne d'émission d'ondes. Cependant, du fait de la symétrie des phénomènes physiques d'émission et de réception d'ondes dans les antennes, la présentation qui suit doit être comprise comme concernant non 25 seulement une antenne d'émission d'ondes mais également et tout aussi bien une antenne de réception d'ondes. Les surfaces rayonnantes sont généralement constituées par un film ou une plaque mince en matériau conducteur de l'électricité, typiquement en métal, fixée sur un substrat. 30 Lorsque les surfaces rayonnantes présentent une forme de flamme, l'antenne est dite 'antenne flamme'. La section des deux surfaces rayonnantes dans un plan contenant la direction d'émission forme sensiblement un V. La direction d'émission est sensiblement la bissectrice du secteur angulaire défini par les surfaces 35 rayonnantes. La section des deux surfaces dans un plan perpendiculaire à la direction d'émission forme sensiblement deux segments de droites parallèles en regard l'un de l'autre. L'efficacité d'une antenne est liée à la capacité de celle-ci à être directive, c'est-à-dire à émettre les ondes de manière sélective dans la direction d'émission voulue, à l'exclusion des autres directions. Si l'antenne est très directive, une partie importante de l'énergie 5 rayonnée est rayonnée dans la direction d'émission souhaitée, par exemple vers le sol ; inversement, très peu d'énergie est rayonné sur les côtés ou vers l'arrière de l'antenne (dans l'angle solide latéral ou arrière de l'antenne, par opposition à l'angle solide d'émission formé autour de la direction d'émission). Grâce à cela, le signal rétroréfléchi récupéré par l'antenne de 10 réception en retour et provenant de l'angle solide latéral ou arrière de l'antenne est très faible et par suite, très peu d'informations parasites sont reçues par l'antenne de réception. Par suite, il est possible de réduire la puissance consommée par l'antenne d'émission pour l'émission de l'onde. Le nombre d'antennes pour radar GPR disponibles sur le marché est 15 relativement faible. On trouve notamment des antennes cornet ; ces antennes sont assez lourdes, et de plus relativement coûteuses en raison du prix de leur guide d'ondes métallique. A partir des premières antennes flammes connues pour radar GPR ont été développées des antennes flamme 'pleines', dans lesquelles le volume 20 intérieur de l'antenne (le volume situé entre les deux surfaces rayonnantes) est rempli de matériau diélectrique. Ce mode de réalisation distingue ces antennes pleines par rapport à d'autres antennes antérieures dont le volume intérieur était simplement rempli d'air. Cependant, si les antennes pleines présentent effectivement des 25 performances améliorées (en termes notamment de directivité) par rapport aux antennes vides antérieures, ce changement s'est fait au prix d'un accroissement important du poids de l'antenne, ainsi que de son coût du fait du prix du matériau diélectrique nécessaire pour remplir le volume intérieur de l'antenne. 30 PRESENTATION DE L'INVENTION L'objectif de l'invention est donc de remédier aux inconvénients indiqués précédemment et de proposer une antenne tout à la fois performante en tant qu'antenne, c'est-à-dire notamment présentant une 35 directivité élevée, et également relativement simple, ayant un poids acceptable et un prix de revient modéré. Cet objectif est atteint grâce à une antenne comprenant deux surfaces rayonnantes disposées en V pour générer des ondes électromagnétiques et émettre celles-ci suivant une direction d'émission, un volume intérieur de l'antenne étant un volume situé entre les deux surfaces rayonnantes, et dans laquelle entre 10 °A) et 90 °h du volume intérieur est rempli d'au moins un matériau dit matériau de focalisation, dont la permittivité relative présente 5 une partie réelle (E) supérieure à 2 ; et le reste du volume intérieur est rempli d'au moins un matériau dit matériau de remplissage, dont la permittivité relative présente une partie réelle (E) inférieure ou égale à 2. La permittivité relative indiquée ci-dessus est la permittivité relative complexe par rapport au vide. 10 La partie réelle de la permittivité électrique d'un matériau est généralement déterminée : Soit dans une cavité résonante dans laquelle le matériau est placé, en mesurant le changement de l'amplitude et de la phase d'une onde électromagnétique transmise à l'aide d'un analyseur de 15 réseau, Soit à l'aide d'une sonde de champs proches placée à la surface du matériau, en mesurant le changement de l'amplitude et de la phase d'une onde électromagnétique réfléchie à l'aide d'un analyseur de réseau. 20 Dans une antenne selon l'invention, chacune des surfaces rayonnantes peut avoir notamment sensiblement la forme d'une flamme. Cela signifie que pour chacune des surfaces rayonnantes, une section perpendiculaire à la direction d'émission présente une largeur qui est croissante puis décroissante lorsque l'on se déplace suivant la direction d'émission d'une extrémité à 25 l'autre de la surface rayonnante. Dans un mode de réalisation, au moins un desdits matériaux forme des structures d'au moins 1 mm de long : par exemple des billes d'au moins 1 mm de diamètre, ou encore des plaques. Le fait qu'un matériau forme des structures d'au moins un millimètre de long signifie qu'il n'est pas agencé 30 sous forme de particules de dimensions inférieures à 1 mm, par exemple noyées dans un autre matériau. Eventuellement, tous les matériaux (c'est-à-dire tout matériau contenu dans le volume intérieur) forment des structures d'au moins 1 mm de long. On appelle « diamètre de Féret » (DI) d'une particule la distance 35 comprise entre une droite donnée D et la parallèle à cette direction de telle sorte que l'ensemble de la projection de la particule soit comprise entre ces deux parallèles. Si l'on fait tourner la droite D autour de la particule, la 303 13 96 4 position de D pour laquelle Df est maximal est l'exo-diamètre ; la position de D pour laquelle Df est minimale est le méso-diamètre. L'expression précédente 'particules de dimensions inférieures à 1 mm' signifie des particules dont l'exo-diamètre est inférieur à 1 mm. De préférence, au moins un desdits matériaux forme des structures présentant en coupe, quel que soit un plan de coupe, un méso-diamètre de Féret égal à au moins 1 mm. Encore plus préférentiellement, tous lesdits matériaux forment des structures présentant en coupe, quel que soit un plan de coupe, un méso-diamètre de Féret égal à au moins 1 mm. Ainsi, dans une antenne selon l'invention, comme la partie réelle de la permittivité électrique relative du ou des matériau(x) de focalisation est supérieure à 2, celui-ci ou ceux-ci forme(nt) un milieu particulièrement favorable à l'émission d'une onde dans le volume intérieur de l'antenne. Avantageusement, le ou les matériaux de focalisation peuvent 15 n'occuper qu'une faible partie du volume intérieur de l'antenne ; cette partie est déterminée en fonction de l'efficacité visée pour l'antenne. Par exemple, la partie occupée par le ou les matériaux de focalisation peut être inférieure à 30 °h du volume intérieur de l'antenne, ou encore inférieure à 20 % de celui-ci. 20 Il s'est avéré en effet qu'il suffit qu'une assez faible partie du volume intérieur de l'antenne soit rempli de matériau ayant une permittivité diélectrique relative de partie réelle supérieure à 2 pour que l'antenne ait une directivité accrue et ainsi une performance accrue. En d'autres termes, il s'est avéré que dès lors que le matériau de 25 focalisation occupe une partie suffisante du volume intérieur de l'antenne (au moins 10% de celui-ci), il importe peu que ce volume intérieur contienne aussi des matériaux de remplissage ayant des permittivités relatives moins favorables à la transmission d'une onde du fait que la partie réelle de leur permittivité électrique relative est inférieure ou égale à 2. 30 Par suite, il est possible pour le(s) matériau(x) de remplissage de choisir des matériaux par exemple de très faible masse volumique et/ou de très faible prix. L'air peut notamment être utilisé comme matériau de remplissage. On comprend par ailleurs que le volume intérieur de l'antenne peut 35 éventuellement comprendre strictement plus de deux matériaux, par exemple trois ou quatre matériaux différents. En outre, sous réserve des conditions quant à la partie réelle de la permittivité électrique indiquées précédemment, avantageusement la nature et l'agencement des matériaux disposés dans le volume intérieur de l'antenne influent relativement peu sur les performances de l'antenne. Aussi, selon des modes particuliers de réalisation de l'invention, l'antenne selon l'invention peut comprendre une ou plusieurs des 5 caractéristiques suivantes, prises isolément ou en combinaisons techniquement possibles : - un des deux matériaux peut être formé en plaques et/ou en barres et/ou en grains et/ou en fibres ; - un des matériaux peut être un fluide ; 10 - au moins 5 °h du volume intérieur de l'antenne, ou même au moins 60% de ce volume intérieur, voire même au moins 80% de ce volume intérieur, peut être rempli d'air (qui constitue alors un matériau de remplissage) ; - un des matériaux peut comporter une mousse ; - un ou plusieurs matériaux peuvent être formés sous forme de plaques ; 15 - un des matériaux, dit matériau agencé périodiquement, peut présenter un motif géométrique répété périodiquement dans le volume intérieur. Le motif géométrique du matériau agencé périodiquement peut notamment être répété suivant une direction perpendiculaire à la direction d'émission. Il peut aussi être répété suivant deux directions perpendiculaires à la direction de 20 propagation de l'onde, comme par exemple si l'on dispose dans le volume intérieur un réseau régulier de barres orientées parallèlement à l'axe d'émission de l'antenne. Il peut aussi être répété suivant trois directions perpendiculaires, par exemple si le matériau répété périodiquement forme un réseau de billes disposées à des positions régulièrement échelonnées suivant 25 trois directions perpendiculaires de l'espace Par ailleurs, l'antenne selon l'invention comporte en outre habituellement une zone d'amorce dite 'feeding', et des plaques résistives. Le feeding est placé à la base de l'antenne et sert à faire l'adaptation 30 d'impédance entre la source de tension radiofréquence qui applique une stimulation ou excitation à l'antenne, et l'antenne. En cas de mauvaise adaptation, l'énergie est renvoyée à la source de tension et n'est pas rayonnée. Le feeding peut être réalisé de différentes manières : 35 - Balun discret avec des composants de type inductance soudés sur le substrat ; - un Microstrip, c'est à dire une ligne de cuivre imprimée. 303 13 96 6 Les plaques résistives sont placées à la fin de l'antenne, c'est à dire du côté opposé au feeding. Elles permettent de faire une adaptation d'impédance entre l'antenne et l'air. L'antenne est le plus souvent une antenne large bande, c'est à dire 5 une antenne présentant un ratio supérieur à 5 entre la fréquence centrale d'émission et la largeur de bande. L'antenne peut ainsi être prévue pour fonctionner dans une bande de fréquence allant de 500 MHz à 4 GHz. L'invention concerne également une structure d'antenne pour radar, 10 notamment pour radar GPR, comprenant au moins deux antennes telles que définies précédemment. Ces antennes sont typiquement une antenne d'émission et une antenne de réception. De préférence, les deux antennes peuvent être disposées côte à côte, deux plans disposés en V contenant chacun sensiblement une surface 15 rayonnante pour chacune des deux antennes. Cette configuration est particulièrement attractive car elle est à la fois compacte, peu coûteuse à fabriquer, et car elle permet notamment le cas échéant un fonctionnement conjoint efficace de l'antenne d'émission avec l'antenne de réception. L'invention concerne également un radar, notamment un radar GPR, 20 contenant au moins une antenne telle que définie précédemment. BREVE DESCRIPTION DES DESSINS L'invention sera bien comprise et ses avantages apparaîtront mieux à la lecture de la description détaillée qui suit, de modes de réalisation 25 représentés à titre d'exemples non limitatifs. La description se réfère aux dessins annexés, sur lesquels : - la figure 1 est une vue schématique en perspective d'une structure d'antenne comprenant deux antennes flamme dans un premier mode de réalisation de l'invention, dont le volume intérieur est rempli par des plaques 30 parallèles ; - la figure 2 est une schématique partielle de face d'une structure d'antenne selon l'invention, dans un mode de réalisation très voisin de celui de la figure 1 - la figure 3 est une vue schématique en perspective du volume intérieur 35 d'une antenne, dans un troisième mode de réalisation de l'invention ; - la figure 4 est une vue schématique montrant l'impulsion en tension appliquée à une antenne d'émission ; - la figure 5 est une vue schématique montrant les- variations de la composante Ez du champ électrique émis par les antennes, pour d'une part l'une des antennes représentées sur la figure 1 ou 2, et d'autre part pour une antenne de référence AR dont le volume intérieur est rempli d'air ; - la figure 6 est une vue schématique montrant les variations de gain en fonction de la fréquence, pour d'une part l'une des antennes représentées sur la figure 1 ou 2, et d'autre part pour l'antenne de référence AR; - les figures 7A à 7E sont des vues schématiques montrant les variations de gain en fonction de l'angle par rapport à la direction d'émission, respectivement à une fréquence d'impulsion de 1 GHz, 1,5 GHz, 2 GHz, 2,5 GHz et 3 GHz, pour d'une part l'une des antennes représentées sur la figure 1 ou 2, et d'autre part pour l'antenne de référence AR. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Différents modes de réalisation de l'invention vont maintenant être présentés. Pour ne pas alourdir la description, les éléments identiques ou analogues dans ces différents modes de réalisation portent la même référence numérique. En faisant référence à la figure 1, une structure d'antenne 10 dans un 20 premier mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrite. La figure 1 est une vue éclatée de la structure d'antenne 10. La structure d'antenne 10 comporte deux antennes flamme 12 et 14 ayant des caractéristiques d'émission/réception améliorées grâce au fait que leur volume intérieur est occupé par un ensemble de plaques parallèles, 25 formant une lentille de focalisation de l'onde émise. La structure 10 est composée de l'antenne d'émission 12 et de l'antenne de réception 14. Les antennes 12 et 14 sont parfaitement identiques ; pour cette raison seule l'antenne 12 sera décrite en détail. La structure d'antennes 10 constitue la partie 'antenne' d'un radar 30 GPR 100 dont seule l'antenne est représentée sur la figure 1. L'antenne 12 est une antenne flamme large bande. Elle est composée : - de deux plaques 16A et 16B sur lesquelles ont été imprimées en cuivre des surfaces rayonnantes 20A et 20B; 35 - d'une partie d'adaptation d'impédance 22, dite 'feeding' ; - de parties résistives 24 A et 24B; - d'absorbants électromagnétiques 26A et 26B (non représentés sur la figure 2) ; et 303 13 96 8 - d'un ensemble de plaques 30 constituées de FR4, situées dans le volume intérieur 17 de l'antenne. Le FR4 est un empilement de couches de fibre de verre de 0,2 mm d'épaisseur environ en général, collées par de la résine époxy (résine 5 époxydique). Le FR4 se présente sous forme de plaques dont l'épaisseur est comprise entre 1 et 3 mm. Le FR4 est peu onéreux, facile à découper et se prête donc bien à la fabrication en série. Les plaques ou plaques support 16A et 16B sont formées dans un substrat présentant de préférence les caractéristiques suivantes : 10 - une permittivité comprise entre 3 et 5 ; et - une épaisseur de 1,6 mm. Ces grandeurs peuvent prendre naturellement d'autres valeurs tout en restant dans le cadre de l'invention. Dans l'antenne 12, les plaques 16A et 16B sont réalisées en FR4. 15 D'autres substrats peuvent naturellement être utilisés, comme par exemple le Roger, qui ont des pertes très faibles et de grande permittivité, mais ces matériaux sont généralement fragiles et plus onéreux que le FR4. Le Roger est constitué de céramique. Les deux plaques 16A et 16B sont disposées comme cela est présenté sur la figure 1: Elles sont disposées côte à côte de manière à être en contact le long d'une arête 15 commune. Dans un plan perpendiculaire à l'arête 15, la section des plaques 16A et 16B forme un 'V' ; la bissectrice du secteur angulaire défini par le V est la direction d'émission Z de l'antenne 12. L'espace situé entre les plaques 16A et 16B est le volume intérieur 17 de l'antenne. Comme l'antenne 12 est prévue ici pour être intégrée à un radar 100 qui est un radar GPR, cette direction d'émission Z est normalement la direction verticale et le V est ouvert vers le bas. L'angle du V par ailleurs est calculé pour que l'antenne 12 émette une 30 onde d'énergie maximale, et avec la meilleure directivité possible suivant la direction Z. Le demi-angle au sommet vaut typiquement de l'ordre de 100. Les parties cuivrées de l'antenne 12 sont les parties de celle-ci qui émettent l'onde électromagnétique. Elles comportent essentiellement le feeding 22, les surfaces rayonnantes 20A,20B, et les parties résistives 35 24A,24B. Le feeding 22 est placé en partie haute de l'antenne 12. Il réalise l'adaptation d'impédance de l'antenne 12 vis-à-vis de la ligne d'alimentation électrique radiofréquence (non représentée) par laquelle lui est envoyée l'impulsion d'excitation. Les surfaces rayonnantes 20A,20B de l'antenne 12 sont réalisées en matériau conducteur : généralement en métal, notamment en cuivre. Ces 5 surfaces rayonnantes convertissent l'énergie qui leur est transmise via le feeding 22 en une onde électromagnétique. Cette onde électromagnétique est émise dans le volume intérieur 17 de l'antenne 12, c'est-à-dire le volume situé entre les plaques 16A et 16B. De manière connue en soi, les surfaces rayonnantes 16A,16B 10 présentent un profil ou un contour externe en forme de flamme. Ce profil présente donc dans une section perpendiculaire à la direction Z, une largeur L croissante puis décroissante, lorsqu'on le parcourt suivant la direction Z depuis le feeding 22 jusqu'aux parties résistives 24A,24B (Fig.1). Ce profil est calculé de telle sorte que l'antenne 12 puisse émettre des ondes 15 dans une large bande de fréquence. Les parties résistives 24A,24B sont placées à l'extrémité inférieure de la partie rayonnante. Elles réalisent l'adaptation d'impédance entre l'antenne et l'air et sont notamment nécessaires pour permettre l'émission d'ondes électromagnétiques aux fréquences relativement basses (inférieures à 1Ghz). 20 Les absorbants électromagnétiques 26A,26B sont des composants additionnels optionnels qui servent à protéger l'antenne contre les perturbations électromagnétiques sur son pourtour. En effet, les obstacles métalliques présents au voisinage de l'antenne génèrent des ondes réfléchies parasites ; sans ces absorbants, ces ondes parasites sont captées par 25 l'antenne 12 et se confondent avec les signaux utiles, ce qui dégrade la performance de l'antenne en rendant l'interprétation du signal rétro-réfléchi global plus difficile. Les absorbants électromagnétiques 26A,26B sont formés par deux plaques de mousse chargées de carbone disposées en regard des plaques 30 16A,16B du côté extérieur de l'antenne. Le volume intérieur 17 de l'antenne 12 est rempli par un ensemble de plaques 30 en FR4 de 1,6 mm d'épaisseur, séparées par des lames ou tranches d'air d'épaisseur 1 cm. L'ensemble constitué par les plaques 30 et les lames d'air intercalées augmente la directivité de l'antenne et constitue 35 donc une lentille de focalisation des ondes émises par l'antenne. Cette lentille permet d'améliorer à la fois la directivité de l'antenne, sa stabilité en polarisation, et le gain d'émission de l'antenne. 303 13 96 10 Les plaques 30 en FR4 sont constituées essentiellement de fibres de verre ayant une permittivité électrique relative E dont la partie réelle E est supérieure à 2 et vaut 4,3. Leur matériau constitue donc ici un matériau de focalisation au sens de l'invention. Le reste du volume intérieur de l'antenne est rempli d'air (un exemple de matériau de remplissage), dont la permittivité électrique relative Eair a une partie réelle -air F pratiquement égale à 1. Avantageusement, l'agencement de l'antenne 14 avec dans le volume 17 des plaques parallèles 30 séparées par des lames d'air permet un gain de 10 poids significatif, comparé à une configuration dans laquelle le volume intérieur 17 serait entièrement rempli de FR4 ou d'un matériau analogue. Les plaques 30 sont alternées de manière régulière avec des lames d'air. Par suite, les plaques de fibre de verre constituant le FR4 présentent un motif géométrique répété périodiquement dans le volume intérieur. Elles 15 constituent donc un matériau agencé périodiquement au sens de l'invention. Dans le mode de réalisation présenté, les plaques 30 sont parallèles les unes aux autres et s'étendent dans des plans perpendiculaires à l'arête 15. Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les plaques 30 20 peuvent être parallèles les unes aux autres mais s'étendent dans des plans parallèles à l'arête 15 (et contenant également la direction d'émission Z). Dans un autre mode de réalisation de l'invention, les plaques 30 peuvent être parallèles les unes aux autres mais s'étendent dans des plans perpendiculaires à la direction d'émission Z. 25 Dans la structure d'antenne 10, comme cela a été indiqué les deux antennes 12 et 14 sont disposées côte à côte. Les plaques 16A et 16B supportent à la fois les surfaces rayonnantes de l'antenne 12, et celles de l'antenne 14 comme cela apparaît sur la figure 1. Par suite, en notant 19A et 19B les plans respectifs de la plaque 16A et de la plaque 16B, les plans 30 19A,19B sont disposés en V et contiennent sensiblement à la fois les surfaces rayonnantes de l'antenne 12 et celles de l'antenne 14. La figure 2 montre un deuxième mode de réalisation de l'antenne 12 extrêmement voisin de celui de la figure 1. La seule différence entre ces deux modes de réalisation réside dans le contenu du volume intérieur de 35 l'antenne 17. Dans le mode de réalisation de la figure 1, toutes les plaques 30 sont identiques. Elles sont placées les unes à côté des autres, séparées deux à 303 13 96 11 deux par une lame d'air d'épaisseur 1 cm. Toutes les plaques 30 ont la même forme triangulaire et les mêmes dimensions. Le mode de réalisation de la figure 2 est légèrement différent. Dans ce mode de réalisation, toutes les plaques 30 ont une même épaisseur de 5 1,6 mm, et sont à nouveau placées les unes à côté des autres, séparées deux à deux par distance de 1 cm. Cependant, dans ce mode de réalisation, au lieu que l'espace entre deux plaques adjacentes soit rempli d'air, cet espace est rempli par un matériau de remplissage autre que l'air, à savoir une mousse. Dans le mode de réalisation présenté, les espaces séparant 10 deux plaques 30 adjacentes sont remplis par des plaques 31 en mousse de polystyrène expansé. Par ailleurs, toutes les plaques 30 et 31 ont la même forme générale triangulaire. Cependant, les plaques 30,31 n'ont pas toutes les mêmes dimensions : 15 - A l'intérieur du volume intérieur 17, toutes les plaques 30 et 31 ont les mêmes dimensions ; elles s'étendent de l'arête 15 en amont (par rapport au sens de propagation des ondes émises) jusqu'à à peu près mi-hauteur des plaques résistives 24A,24B en aval. - Inversement, les plaques 30,31 qui ne sont pas au droit des plaques 20 support 16A,16B ont des dimensions qui diminuent d'autant plus que la distance par rapport aux plaques support 16A,16B s'accroît (Fig.2). Cette configuration permet de réduire le poids des plaques 30 dans des zones où elles ne sont pas indispensables, c'est-à-dire en dehors du volume intérieur 17 de l'antenne 12. 25 La figure 3 montre un troisième mode de réalisation de l'antenne 12, à nouveau très voisin de celui de la figure 1. La différence entre ce mode de réalisation et celui de la figure 1 réside dans le contenu du volume intérieur de l'antenne 17. Dans le mode de réalisation de la figure 3, le volume 17 est rempli par 30 un matériau composite constitué par des corps sphériques 40 en verre (des billes de verre). Les espaces ou interstices 42 formés entre les corps 40 sont occupés par de la mousse de polystyrène expansé. Le verre des corps 40 constitue ici le matériau de focalisation au sens de l'invention ; sa permittivité électrique relative E a une partie réelle E de 35 l'ordre de 5. La mousse de polystyrène expansé qui occupe les interstices 42 présente quant à elle une permittivité électrique relative E dont la une partie réelle E est de l'ordre de 1. Dans ce mode de réalisation, les corps 40 ont une forme sphérique. Naturellement, cette forme n'est donnée qu'à titre d'exemple : tout en restant dans le cadre de l'invention, les corps 40 peuvent avoir une autre forme. Le volume 17 peut ainsi éventuellement contenir des corps 40 présentant une ou plusieurs formes différentes par exemple en forme de barre, de grain, de fibre, ou encore de forme quelconque. L'efficacité de l'antenne selon l'invention a été confirmée en particulier par simulation numérique. La directivité d'une antenne caractérise l'aptitude de celle-ci à émettre 10 sélectivement des ondes électromagnétiques dans une direction d'émission souhaitée. Ainsi par exemple une antenne de radar GPR efficace envoie la puissance émise principalement en direction du sol. Vis-à-vis de ce critère, les simulations réalisées montrent l'efficacité de la structure d'antenne selon l'invention. 15 La figure 4 est une vue schématique montrant l'impulsion en tension qui appliquée à une antenne d'émission pour émettre une onde, par exemple à l'antenne représentée sur la figure 1 ou 2. Cette figure fait apparaître les variations de la tension d'excitation V (exprimée en Volts), en fonction du temps t (exprimé en ns). L'excitation appliquée à l'antenne est donc 20 essentiellement un pic de tension d'environ 1 Volt. Sous l'effet de cette excitation, les surfaces rayonnantes de l'antenne émettent une onde électromagnétique qui se propage principalement suivant l'axe Z de l'antenne. La figure 5 montre la réponse des antennes sous l'effet de l'impulsion 25 représentée sur la figure 4, pour d'une part l'antenne 12 de la figure 1 ou 2 (courbe '12'), et d'autre part une antenne de référence AR, identique en tous points à l'antenne, sauf que son volume intérieur, au lieu d'être occupé par un ensemble de plaques parallèles, est uniquement rempli d'air. Les courbes représentées sont les courbes représentant les variations 30 de la composante Ez du champ électrique émis par les antennes, sous l'effet de l'impulsion représentée sur la figure 4, en fonction de la fréquence F. Avantageusement, la courbe 12 de l'antenne selon l'invention est, quelle que soit la fréquence, en dessous de la courbe de l'antenne de référence AR. La différence est particulièrement importante à une fréquence 35 d'environ 3,4 GHz pour laquelle la différence est supérieure à 15 dB. Ce résultat montre l'efficacité de la structure d'antenne selon l'invention, qui permet ainsi d'accroître sensiblement la capacité de l'antenne à émettre une onde suivant son axe (Z). Après cette première analyse du fonctionnement de l'antenne, faisant apparaître les performances de celle-ci dans le cadre de l'émission d'une onde, on étudie maintenant les caractéristiques propres de l'antenne en matière d'émission. Pour cela, on a représenté sur les figures 6 et 7A à 7E les variations du gain G de l'antenne (exprimé en dB), dans différentes situations. La figure 6 montre les variations de gain, sous l'effet de l'impulsion représentée sur la figure 4, en fonction de la fréquence. Ces variations sont représentées d'une part pour l'antenne représentée sur la figure 1 ou 2 10 (courbe '12'), et d'autre part l'antenne de référence AR. Ces courbes montrent que le gain de l'antenne selon l'invention est sensiblement égal à celui de l'antenne de référence AR pour les fréquences inférieures à 1 GHz (mais ces fréquences ne sont pas celles dans laquelle il est prévu d'exploiter l'antenne). 15 Mais ces courbes montrent surtout qu'à partir de 1 GHz, et généralement de manière croissante avec la fréquence, le gain G de l'antenne selon l'invention est supérieur à celui de l'antenne de référence AR. A partir de 1,5 GHz, l'invention apporte une élévation du gain de l'antenne de l'ordre de 2 dB voire davantage. 20 Les figures 7A à 7E montre les variations du gain G, respectivement à une fréquence d'impulsion de 1 GHz, 1,5 GHz, 2 GHz, 2,5 GHz et 3 GHz, pour d'une part l'antenne des figures 1 et 2, et d'autre part l'antenne AR. Pour chacune de ces fréquences d'excitation, ces variations du gain G sont maintenant calculées en fonction de l'angle 0 (exprimé en degrés, 25 Fig.1), qui est l'angle entre une direction perpendiculaire à l'axe Z de l'antenne et une direction d'émission quelconque considérée. Lorsque 0 est égal à 900, la direction d'émission de l'onde est confondue avec la direction de l'axe Z. La partie la plus importante de ces courbes est celle qui correspond à 30 l'angle solide situé autour de l'axe Z. Cet angle solide est défini par des valeurs de 0 voisines de 90°, notamment la plage allant de 75° à 105°. Avantageusement, quel que soit l'angle 0 dans cette plage le gain de l'antenne selon l'invention est supérieur à celui de l'antenne de référence AR. Ce résultat confirme par ailleurs les courbes de la figure 6 en 35 montrant que le résultat établi par ces courbes est valable dans un large angle solide entourant l'axe Z de l'antenne. Quoique la présente invention ait été décrite en se référant à des exemples de réalisation spécifiques, il est évident que différentes modifications et changements peuvent être effectués sur ces exemples sans sortir de la portée générale de l'invention telle que définie par les revendications. En outre, des caractéristiques individuelles des différents modes de réalisation évoqués peuvent être combinées dans des modes de réalisation additionnels. Par conséquent, la description et les dessins doivent être considérés dans un sens illustratif plutôt que restrictif. REVENDICATIONS1. Antenne (12,14) comprenant deux surfaces rayonnantes (20A,20B) disposées en V pour générer des ondes électromagnétiques et émettre celles-ci suivant une direction d'émission (Z), un volume intérieur (17) de l'antenne étant un volume situé entre les deux surfaces rayonnantes (20A,20B), l'antenne se caractérisant en ce que : entre 10 % et 90 °h du volume intérieur est rempli d'au moins un 10 matériau dit matériau de focalisation, dont la permittivité relative présente une partie réelle (E) supérieure à 2 ; et le reste du volume intérieur est rempli d'au moins un matériau dit matériau de remplissage, dont la permittivité relative présente une partie réelle (E) inférieure ou égale à 2. 15 2. Antenne selon la revendication 1, dans laquelle au moins un desdits matériaux forme des structures présentant en coupe, quel que soit un plan de coupe, un méso-diamètre de Féret égal à au moins 1 mm. 20 3. Antenne selon la revendication 1 ou 2, dans laquelle tous lesdits matériaux forment des structures présentant en coupe, quel que soit un plan de coupe, un méso-diamètre de Féret égal à au moins 1 mm. 4. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, dans 25 laquelle au moins un desdits matériaux est formé en plaques (30) et/ou en barres et/ou en grains et/ou en fibres. 5. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, dans laquelle au moins un desdits matériaux est un fluide. 30 6. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 5, dans laquelle au moins 5 °h du volume intérieur de l'antenne est rempli d'air. 7. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 6, dans 35 laquelle au moins un desdits matériaux comporte une mousse. 8. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 7, dans laquelle au moins un desdits matériaux, dit matériau agencé périodiquement, 303 13 96 16 présente un motif géométrique répété périodiquement dans le volume intérieur (17). 9. Antenne selon la revendication 8, dans laquelle le motif 5 géométrique dudit au moins un matériau agencé périodiquement est répété suivant une direction perpendiculaire à la direction d'émission (Z). 10. Antenne selon l'une quelconque des revendications 1 à 9, dans laquelle chacune des surfaces rayonnantes a sensiblement la forme d'une 10 flamme. 11. Structure d'antenne (10) pour radar, comprenant au moins deux antennes selon l'une quelconque des revendications 1 à 10. 15 12. Structure d'antenne (10) pour radar (100) selon la revendication 11, dans laquelle les deux antennes (12,14) sont disposées côte à côte, deux plans (19A,19B) disposés en V contenant chacun sensiblement une surface rayonnante (20A,20B) pour chacune des deux antennes. 20 13. Radar (100), notamment radar GPR, contenant au moins une antenne (12,14) selon l'une quelconque des revendications 1 à 10.